This study aims to research the phenomenon of complex interaction of gas bubbles from double simultaneous underwater explosions and to observe the physical characteristics of the approaching angle and velocity of jet flow during the interaction of two bubbles. Ten different cases are provided, in these cases, one of the two explosives is a 100kg TNT charge and is fixed as a reference, whereas another explosive is varied from 10kg TNT to 100kg TNT by increasing 10kg for every case. Four specified particles are arranged in the vicinity of the TNT shell to analyze the phenomenon of gas bubbles and jet flow from bubbles. Each case has the same conditions in that the explosives are detonated in phase (at the same time), they have the same depth and they are at the same distance from the central axis. Complex phenomena are observed, such as the interaction of two gas bubbles, the approaching angle of jet flow and velocity of jet flow obtained by analyzing the movement of particles, and these complex phenomena are analyzed using a simple statistical approach. Further, to the best knowledge of the authors, the images of complex interactions of two bubbles from the simulations and from the visual graphs are presented. The complex interaction of gas bubbles is analyzed using LS-DYNA as a benchmark for validating LS-DYNA and arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) coupling in underwater explosions.
본 논문은 이중 수중 폭발의 복잡한 현상과 이로 인해 발생하는 버블 젯의 접근 각과 속도의 물리적 특성을 연구하는데 목적이 있다. 10개의 케이스를 통해, 하나의 폭탄은 100kg으로 동일하게 두고, 다른 한개의 폭탄은 10kg 부터 100kg까지 10kg 씩 늘려 10개의 케이스 스터디를 한다.TNT 주변에 4개의 유체점을 지정한 후, 이 유체점의 분석을 통해 버블 젯의 접근각과 속도를 측정하고 이로 인해 야기되는 현상들을 연구한다. 모든 케이스는 동일 한 조건에서 시뮬레이션 되었다. 동일한 조건이라 함은 시간 차가 없이 두개의 TNT가 동시에 폭발하고, 같은 깊이에서 모델링 되었으며, 중간 축에서의 거리도 같게 모델링 되었다. 단지 다른 점은 TNT의 크기가 다르다는 점이다. 시뮬레이션 분석을 통해 다양한 그래프가 제시된다. 유체점의 움직임을 통해서 버블 젯의 접근각과 속도를 분석하고 그래프가 제시되어, 이를 분석하고 통계적인 방법으로 접근하여 버블 제의 전반적인 물리적 특성을 연구한다. 시뮬레이션은 상용 프로그램인 True Gride로 모델링 되였고, LS-DYNA를 통해 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 유체과 고체의 상호 작용을 분석하기 위해서 ALE Coupling 기법을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다.
