The aim of this research is to develop a method for designing structures in an underwater explosion environment. A reliability-based structural design theory is considered to develop a model. From the theory, a first-order reliability method and a Monte-Carlo simulation are applied. The arbitrary Lagrangian Eulerian method is used to model a submerged cylindrical shell.
For the design procedure and results, LS-DYNA and MATLAB computer software is used respectively. The reliability and the probability of failure are calculated by the programming code using the first-order reliability method and the Monte-Carlo simulation developed in MATLAB. The proper reliability value is obtained via iteration.
The failure probability and the reliability are obtained visually and numerically. At the end of the iterations, a safety factor was generated from the strength and loading values at the end of iterations. For each variation of a probability distribution, a sensitivity study was conducted. The method, process, and procedure developed in this study provide engineers with practical and useful methods with which to design structures for underwater explosions.
수중폭발에 의한 실린더 쉘의 설계 방안을 구조 신뢰성 해석 기법을 적용하여 마련하는 것에 대한 연구이다. 수치해석 툴로써 LS-DYNA/USA를 사용하였고, 신뢰성 기법인 FORM과 MCS는 MATLAB을 활용하여 코드를 구현하였다. Limit-state Function의 랜덤변수 정의를 위하여 여러 확률 분포의 가정과 다른 확률 분포로의 변환에 관한 방법이 사용되었다. 최종적으로 최적화된 실린더 쉘의 두께를 구하기 위한 방법과 safety factor 결정에 관하여 논의하였다.
본 연구를 통하여, 구조물의 설계 시 확률 통계적 접근 방법인 구조 신뢰성 기법을 적용하여 안전성과 신뢰성을 수치화하여 논리적으로 결과를 얻어낼 수 있는 방안이 마련되었다. 또한, 향후 공학적 설계에 유용하게 활용될 여러 가지 기법들이 연구되었다.
