초록 ▼

□연구개요
본 연구에서는 물질의 물리적 폭발 사고에 관한 기초 자료 및 사례를 수집한 후 실증적 실험 데이터를 기초로 하여 폭발을 일으키는 주요 사고 대상물 선별, 이에 관한 대상별 조사 방법 및 폭발사고 유형을 파악하여 상변화 및 구조해석 전용 수치해석 프로그램을 활용하여 물리적 폭발 사고에 관해 다양한 매개 변수의 다중 물리학적 해석을 위한 유한차분-유한요소의 물리적 폭발 모델을 제시하고 민감도 분석 및 최적화 상용프로그램을 이용하여 사고 대상물의 인장강도, 파괴인성, 재질 등의 기계적 특성과 두께, 초기 결함의 크기 및

□연구개요
본 연구에서는 물질의 물리적 폭발 사고에 관한 기초 자료 및 사례를 수집한 후 실증적 실험 데이터를 기초로 하여 폭발을 일으키는 주요 사고 대상물 선별, 이에 관한 대상별 조사 방법 및 폭발사고 유형을 파악하여 상변화 및 구조해석 전용 수치해석 프로그램을 활용하여 물리적 폭발 사고에 관해 다양한 매개 변수의 다중 물리학적 해석을 위한 유한차분-유한요소의 물리적 폭발 모델을 제시하고 민감도 분석 및 최적화 상용프로그램을 이용하여 사고 대상물의 인장강도, 파괴인성, 재질 등의 기계적 특성과 두께, 초기 결함의 크기 및 종류 등의 형상 데이터와 내부 물질에 관한 온도, 밀도, 충진량 등의 각종 상태 물리량의 주요 변수에 대해 주효과, 교호효과 등의 민감도 분석을 수행하고 이를 통해서 물리적 폭발 위력과 가장 관련이 깊은 폭속과 폭압, 방출 에너지 등에 미치는 영향을 파악하여 주요 매개변수에 관한 회귀모형함수를 추정하고 최적화 툴을 이용함으로써 물리적 폭발 사고 저감을 위한 최적의 변수 조건 등을 도출하여 물리적 폭발 사고에 관한 안전성 향상 방안을 제시하였다.

□연구 목표대비 연구결과
연구 최종목표인 다중 수치해석과 통계적 기법을 활용한 물리적 폭발 사고의 발생 메커니즘 규명 및 최적화 방안 도출을 위해 3단계에 걸쳐 연구를 수행하였고 단계 목표 대비 양호한 연구결과를 도출하였다. 1차년도에서 물리적 폭발 사고 해석을 위한 기초 데이터 확보하기 위해 기존의 연구 문헌 및 사례연구를 통해 관련 문헌을 수집하여 향후 연구 활동의 기초를 마련하였고 다중 커플링 해석 모델을 구성하고 다중 커플링 연동 해석을 수행하기 위해 폭발 사고 조사에 수치해석을 활용한 사례연구를 진행하였으며 다양한 매개변수에 관한 다중 커플링 수치해석의 기초 모델 생성 및 검증을 위해 물리적 폭발 실험에 관한 실증적 다중 물리 데이터를 체계적으로 수집하였다. 2차년도에서 다중 커플링 해석을 활용한 매개변수별 폭발 영향 평가를 위해 열/유동 수치해석을 위한 기초 데이터를 활용하여 매개변수에 관한 영향 등을 파악하였고 여러 가지 관점에서 실행오차법 등의 방법으로 해석 전 다양한 커플링 해석 모델에 관한 연구가 면밀히 진행되었으며 각종 상태 물리량의 다양한 매개 변수별 폭발 변형에너지를 도출하기 위해 실험계획법 등의 방법으로 다중 커플링 해석을 수행하였고 결과값에 대한 변수별 비교 분석을 진행하였다. 3차, 4차년도에서 통계적 기법을 활용한 민감도 분석 및 최적조건 도출하기 위해 측정 가능한 변수들, 센서 데이터들로부터 계산된 변수들, 현재 측정이 되지 않는 변수들, 계산될 수 있는 변수들 등이 있으며 변수 간에 존재하는 연관관계를 파악하였고 최적화 알고리즘을 이용하여 도출된 주요 매개 변수별 최적 조건에 관한 면밀한 분석을 진행하였으며 도출된 최적 조건이 실증적으로 폭발 사고 저감에 효과가 있는지에 관해 제시된 이론적 물리적 폭발 모델과 비교하여 폭발 에너지의 차이를 최종 비교, 분석 정리하였다.

□연구개발결과의 중요성
사고 발생 시 대형 물적/인적 피해가 발생함에도 불구하고 현재까지 연구가 부진한 물리적 폭발 사고에 관해 실험을 통한 기초 데이터를 기반으로 하여 법공학 측면에서 상용 수치해석 프로그램을 활용하여 내압 및 비등증기팽창 폭발 사고에 관한 정확한 발생 메커니즘을 규명하고 민감도을 통해 폭발 위력에 가장 영향을 미치는 주요 매개변수를 도출한 후 이를 최적화함으로써 물리적 폭발 사고 관한 최적 방안을 제시하였다. 다양한 역학 문제를 여러 프로그램을 연계하여 수치 계산한 다중 커플링 해석 시도하였고 최적화 인공지능 통계 프로그램 활용, 사고 분석 및 최적화 방안 제시하였으며 상변화에 따른 방출에너지 모사 및 파열 메커니즘 분석했다는 측면에서 기존 연구들과의 차별성과 독창성을 찾아 볼 수 있다.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 1) 1차년도 개발 목표 및 결과(2017.6.1.~2018.2.28.) ... 7
• 2) 2차년도 개발 목표 및 결과(2018. 3. 1. ~ 2019. 2.28.) ... 8
• 3) 3차년도 개발 목표 및 결과(2019. 3. 1. ~ 2020. 5.31.) ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 12
• 끝페이지 ... 15