한국해양대학교

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함정의 생존성 향상을 위한 구조 취약성 감소 설계 및 해석기법에 관한 연구

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dc.contributor.author 김재현 -
dc.date.accessioned 2017-02-22T07:17:59Z -
dc.date.available 2017-02-22T07:17:59Z -
dc.date.issued 2005 -
dc.date.submitted 56822-12-26 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002176218 ko_KR
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/10595 -
dc.description.abstract The naval ship has to ensure the safety from the enemy attack and damages so that it must be able to accomplish a given task. Like this ability of the naval ship is expressed in ability of the security for the survivability, and the survivability especially can be expressed the relationship of susceptibility, vulnerability and recoverability. Surface naval ship is easily noticeable by the enemy and moreover there are many attack weapons to surface naval ship. Therefore, it is important for modern naval ships, especially combat naval ships, to establish countermeasure of vulnerability for survivability. In this study, The author reviewed the developing procedure for the technique of the naval ships structures considering survivability and described the basic design concept, analysis method and so on. It is known that the countermeasure of vulnerability is to establish the double hull structure, box girder, blast hardened bulkhead, protection wall against fragments and so on, and it must be decided within possible design conditions. Among these methods, it is known that the installation of box girder and blast hardened bulkhead is the one of the most economical and efficient method. In order to design naval ship considering survivability, it is demanded that designers should establish the reasonable attack scenarios, which generally are divided into external and internal explosions to the ship. Explosion may induce local damage as well as global collapse to the ship. Therefore possible damaged should be realistically estimated in the design stage. The general underwater explosion problem begins with an explosive charge of a certain size and material located at a depth below the free surface of the water surrounding it. The water is assumed to behave as a compressible fluid that is incapable of supporting significant tension. The ship is on the free surface of the water, and depending on the location of the explosive relative to the ship, The important result of the explosion are the ship's early and late time response, however it is important to first understand the phenomena of a generic underwater explosion. In this thesis, the author studied the method of the naval ship design and analysis against underwater explosion. The numerical simulation of collision and explosion etc. have achieved collision analysis and complex analysis of structure-fluid interaction problem was begun to achieve in code of LS-DYNA, MSC/DYTRAN etc.. that is explicit hydrocode. There is ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian) technique by representative analysis technique of structure-fluid interaction problem, and it can be applied that explosive and air can be modeled with fluid element and hull structures can be modeled with structure element. In this thesis, the author used ALE technique to simulate explosion analysis and investigated survival capability of damaged naval ships. Fragment protection concepts are discussed covering materials, concepts and objectives. The purpose of fragment protection material is to stop or slow down a threat projectile such that any resulting system deactivation is acceptable. Typical ship hull and deckhouse external plating is insufficient to stop most threat projectiles, thus requiring additional armor. In this thesis, the author recommend that once threat weapon characteristics are defined, an iterative analysis approach as outlined be conducted until a satisfactory design is achieved. -
dc.description.tableofcontents 목차 = ⅰ 그림목록 = ⅵ 표목록 = xi 기호설명 = xiii 제 1 장 서론 = 1 1.1 개요 = 1 1.2 민감성(susceptibility) = 2 1.3 취약성(vulnerability) = 2 1.4 회복성(recoverability) = 3 1.5 생존성 연구동향 = 3 1.6 연구범위 및 목표 = 4 제 2 장 생존성 향상을 위한 선체 구조설계 기술의 발달과정 = 6 2.1 19세기 중반 = 6 2.2 세계 제1차 및 제2차대전 = 6 2.3 1960년대 이후 = 7 2.4 현대의 전투 환경 및 설계 개념 = 7 제 3 장 위협의 종류, 평가 및 시나리오 설정 = 10 3.1 위협의 평가과정 = 10 3.2 위협의 종류 = 10 3.2.1 공중무기(Air Delivered Weapons) = 11 3.2.2 수중무기(Water Delivered Weapons) = 12 3.3 위협 시나리오 = 13 3.3.1 내부 폭발(Internal Blast) = 13 3.3.2 외부 폭발(External Blast) = 14 3.3.3 파편(Fragment) = 15 3.3.4 시나리오 설정 = 15 제 4 장 생존성 향상을 위한 취약성 감소대책 = 16 4.1 이중선체(Double Hull)의 구조 = 16 4.2 박스 거어더(Box Girder)의 적용 = 17 4.2.1 박스 거어더의 역할과 필요성 = 17 4.2.2 박스 거어더의 유용성 = 18 4.2.3 박스 거어더의 형태 = 19 4.2.4 박스 거어더의 설계 절차 = 20 4.3 이중 횡 격벽(Double Transverse Bulkhead) 구조 = 22 4.4 폭발 강화 격벽(BHB -
dc.description.tableofcontents Blast Hardened Bulkhead)의 적용 = 22 4.4.1 폭발 강화 격벽의 역할과 필요성 = 22 4.4.2 폭발 강화 격벽의 기본 개념 = 23 4.4.3 폭발 강화 격벽의 유용성 = 24 4.4.4 폭발 강화 격벽의 설계 절차 = 24 4.5 피탄 보호(Fragmentation Protection) = 26 제 5 장 수중폭파 해석에 의한 함정 설계 = 27 5.1 수중폭파 기초 이론 = 27 5.1.1 충격파와 충격계수 = 27 5.1.2 가스구체의 거동 = 32 5.1.3 광역 캐비테이션 = 33 5.2 수중폭발 실선시험 = 38 5.3 선체 거어더, 장비 기기 및 받침대 내충격 설계 절차 = 46 5.3.1 선체 거어더 내충격 설계 = 46 5.3.2 장비 및 기기 계통의 내충격 설계 = 47 5.3.3 받침대 및 지지구조 내충격 설계 = 49 제 6 장 선체 거어더 휘핑응답 해석 = 50 6.1 개요 = 50 6.2 수중폭발 조건 = 50 6.3 해석 방법 및 내용 = 53 6.3.1 1차원 보 유추 해석 = 53 6.3.2 3차원 유한요소 해석 = 54 6.4 해석 결과 고찰 = 56 6.4.1 가스구체 압력파에 의한 유체 가속도 및 유체 압력 계산 = 56 6.4.2 휘핑응답 변위 계산 및 종강도 검토 = 57 제 7 장 공기중 폭파 해석에 의한 함정 설계 = 60 7.1 개요 = 60 7.2 ALE 기법 알고리즘 = 61 7.3 유체 영역의 상태방정식 = 61 7.3.1 폭약(explosion)의 상태방정식 = 62 7.3.2 공기(air)의 상태방정식 = 64 7.3.3 해수(sea water)의 상태방정식 = 65 7.4 수치 시뮬레이션의 비교 = 65 7.4.1 폭발하중 간략 계산 방법 = 65 7.4.2 수치해석 결과 비교 = 69 7.4.3 해수(sea water)의 상태 방정식 = 65 7.5 피격 후 생존시간 계산 = 70 7.5.1 해상상태에 의한 생존시간 = 70 7.5.2 구조 붕괴파고 및 생존시간 계산 = 71 제 8 장 ALE 기법을 이용한 수중폭파 해석 = 73 8.1 개요 = 73 8.2 수중폭발 시나리오 및 하중 산정 = 74 8.3 모델링 = 75 8.4 액화산소 탱크의 충격 강도 평가 = 79 제 9 장 함정의 피탄 보호구 설계 = 85 9.1 개요 = 85 9.2 파편의 종류 및 정의 = 85 9.2.1 Gurney method = 86 9.2.2 THOR 방정식 = 89 9.2.3 TM5-1300 방법 = 90 9.3 피탄 보호구 설계 기준 = 91 9.3.1 미군의 군수품 충돌 실험 기준 = 92 9.3.2 영국선급(LR) 파편 보호 설계 기준 = 93 9.3.3 나토 피탄 보호 설계 기준 = 96 9.3.4 유사 실적 자료 비교 = 96 9.4 피탄 보호구 설계 개념 = 98 9.5 피탄 보호구 설계 방법 = 100 9.5.1 파편 관통 방정식 = 100 9.5.2 재질 방탄 성능 계수(MSF) = 101 9.5.3 다중판 관통 방탄 성능 계수(MPPF) = 102 9.5.4 입사각에 따른 방탄 성능 계수(OAF) = 103 9.5.5 파편 충돌에 대한 장비 내구력 = 104 9.6 파편 손상 수치 해석 = 105 9.6.1 ACE 1.0 프로그램 = 105 9.6.2 LS-DYNA 프로그램 수행 결과 = 108 제 10 장 함정의 취약성 해석 및 설계 예 = 110 10.1 생존성 해석에서 상세 취약성 해석 및 설계 과정 = 110 10.2 수중폭파 해석 및 설계 적용 예 = 112 10.2.1 수중폭파 조건 = 112 10.2.2 해석 내용 및 방법 = 113 10.2.3 해석 모델 = 114 10.2.4 해석 모델에 따른 결과 비교 = 115 10.2.5 종강도 안전성 검토 = 117 10.3 공기중 폭파 해석 및 설계 적용 예 = 120 10.3.1 해석 시나리오 = 121 10.3.2 해석결과 비교 = 121 10.3.3 예제를 통한 생존 시간 계산 = 131 10.4 피탄 보호구 설계 적용 예 = 134 제 11 장 결론 = 137 참고문헌 = 139 초록(Abstract) = 146 발표 논문 = 148 -
dc.language kor -
dc.publisher 한국해양대학교 대학원 -
dc.title 함정의 생존성 향상을 위한 구조 취약성 감소 설계 및 해석기법에 관한 연구 -
dc.title.alternative A Study on Structural Vulnerability Countermeasure Design and Analysis Techniques for Survivability Enhancement of Naval Ships -
dc.type Thesis -
dc.date.awarded 2006-02 -
dc.contributor.alternativeName Kim -
dc.contributor.alternativeName Jae-Hyun -
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