This study aims to verify the whipping phenomenon through an underwater explosion (UNDEX) experiment. Futhermore, comparison of the simulation and experimental results is conducted. The simulation is conducted using a coupling code that is a combination USA code and LS-Dyna. An actual whipping test is conducted at a reservoir. To study the whipping response due to an underwater explosion, an 8.4 m (L) × 0.68 m (B) ship-like structure is constructed using aluminum. Blast pressure sensors, velocity meters, accelerometers, and strain gauges are used for measuring the whipping response induced in the structure by the UNDEX.
For the simulation, a finite element model of the structure is created using VPG™ and a 2nd order doubly asymptotic approximations (DAA2) boundary was used for solving the FSI. Furthermore, the 2nd generation Geers-Hunter bubble model was used for conducting the simulations. The velocity, acceleration, and stress obtained through the simulation and experiment were compared.
In addition, a near-field explosion simulation and experiment were performed in this study. The simulation was carried out using the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method by LS-Dyna. The deformation of the structures as determined through the simulation and experiment was compared.
이 연구는 수중폭발에 의한 수면 위 구조물의 휘핑응답 시뮬레이션과 실험에 대한 연구이다. 연구를 위해서 길이 8.4 미터, 폭 0.68 미터인 모형 구조물을 제작하여 시뮬레이션과 실험에 사용하였다. 시뮬레이션은 DAA를 기반으로 하는 USA와 유한요소 해석 코드인 LS-Dyna 코드를 결합하여 수행되었으며, 가스버블은 2세대 Geers-Hunter 모델을 사용하였다.
휘핑응답 실험을 위하여, 구조물에 대한 접수중 고유진동수 해석을 수행하여, 폭발 조건을 수립하였고, 4회의 수중폭발 실험을 수행하였다. 실험 데이터는 가속도, 속도, 변형률, 수중 압력이 계측되었으며, 가속도, 속도, 응력에 대한 비교를 수행하였다.
또한, 근접수중폭발에 의한 대변형이 발생하는 조건에서의 시뮬레이션과 실험을 수행하였다. 시뮬레이션은 ALE 기법을 사용하는 LS-Dyna를 사용하였고, 1회의 실험을 통해서, 수중폭발에 의한 구조물의 변형 형상을 비교하였다.
이 연구를 통하여 수중폭발에 의한 휘핑 현상을 실험을 통해 확인하고, 시뮬레이션 결과와비교하였다. 또한, 실험데이터는 시뮬레이션 기법 향상에 크게 기여할 수 있을 것이다.