화약의 JWL 상태방정식 상수 결정 기법

전문가 제언

○ 실린더 테스트는 내부의 화약 폭발생성물에 의해 실린더 벽이 팽창할 때 실린더 벽의 운동을 측정하여 폭발생성물의 단열팽창 특성을 기술할 목적으로 미국의 리버모어 국립연구소에서 개발되었다. 실린더 테스트에서 얻은 부피에 따른 팽창에너지 함수는 일반적으로 폭발생성물의 상태방정식을 유도하기 위해 사용되는데 상태방정식은 JWL이 가장 널리 쓰인다.

 

○ Sanchidrian 등은 실린더 테스트에서 실린더가 팽창을 시작할 때 팽창에너지가 양의 값을 갖도록 반경방향 변위를 시간의 함수로 표현하는 새로운 식을 제안하였다. 상대부피와 Gurney 에너지는 실린더 테스트의 측정값인 반경방향 변위와 시간의 함수로 표현되며 이로부터 상대부피의 함수로 표현된 Gurney 에너지를 구할 수 있다.

 

○ 폭발생성물이 만족해야하는 물리적 조건들을 적용하여 여섯 개의 JWL상수들을 결정하기 위한 여섯 개의 방정식을 유도하였다. 이들 여섯 개의 비선형 방정식들에 대해 최소자승법을 적용하여 풀어서 JWL 상수들의 근사 해를 구한다.

 

○ 13개 화약 각각에 대한 JWL 상수들의 근사 해를 구하고 각 화약의 상태방정식을 LS-DYNA 코드에 적용하여 구리 실린더의 변위-시간 곡선을 구하였다. 이 변위-시간 곡선을 실린더 테스트에서 구한 것과 비교한 결과 더 이상의 보완이 필요하지 않을 정도로 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 Sanchidrian 등이 개발한 JWL 상태방정식 상수 결정 기법이 물리적으로 타당하고 정밀한 기법임을 의미하는 것이다.

 

○ 국내에서 무기 개발이나 산업적 응용을 위해 화약의 폭발과정을 시뮬레이션할 때 축적된 데이터의 부족으로 인해 실제 사용되는 화약과 상당히 다른 상태방정식을 사용하는 경우가 많은데 이 논문에 제시된 방식에 따라 JWL 상태방정식의 상수를 결정하여 사용하면 시뮬레이션의 정밀도를 크게 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

 

저자

Jose A. SANCHIDRIAN, Ricardo CASTEDO, Lina M. LOPEZ

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2015

권(호)

12(2)

잡지명

Central European Journal of Energetic Materials

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

177~194

분석자

송*영

분석물

• 화약의 JWL 상태방정식 상수 결정기법.pdf [452,783 byte]

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