3차원 적응적 격자 세분화 기법을 이용한 PETN 결정의 이방성 반응 특성 해석

Abstract

본 연구에서는 고폭화약 관련 수치해석을 위해 서울대학교 고에너지응용연구실에서 개발 및 응용하고 있는 snu-hydrocode를 이용한 Pentaerythritol Tetranitrate(이하 PETN)이라 칭함의 이방성 반응 특성 해석이 수행되었다. 고에너지 물질 해석에 널리 쓰이는 I&G 모델의 경우 등방성 가정 모델이므로, 충격 하중 방향에 따라 반응 특성이 달라지는 PETN을 해석하는 데에는 적합하지 않다. 이에 따라 본 연구에서는 strain을 고려한 이방성 I&G 모델을 제시하였고, 충격 하중 방향에 따른 반응 유도 거리를 실험 결과와 대조하여 검증하였다. 새로운 이방성 I&G 모델을 이용해 2차원 형상의 PETN을 모사하여 고체 고폭화약 내부의 변형장을 관찰하였다. 또한 적응적 격자 세분화 기법을 도입하여 기존의 코드로는 계산이 어려웠던 3차원 형상의 PETN에 대한 해석을 수행하였고, 실험 결과가 존재하는 세 가지 방향에 대하여 각 방향으로의 민감성/둔감성을 관찰할 수 있는 계산을 수행하였다. 본 연구를 통해 고폭화약 시뮬레이션을 3차원 상에서 타당하게 수행할 수 있는 수치 기법 기반을 마련하였다.