폭발사고

FORENSIC ENGINEERING TECHNOLOGY LAB.

 물리학적 폭발사고의 형태는 액체나 기체 물질을 담고 있는 탱크 및 용기 등의 기계구조물 외부 표면에 열에너지 등이 공급됨으로 인해 구조물이 상승하는 내압을 견디지 못해 파열되면서 내부 압력이 순간적으로 방출되는 폭발 형태와 급속한 상변화로 인한 증기폭발로 크게 구분되어지며 증기폭발은 앞에서 언급한 것처럼 액체가 직접적으로 열원에 접촉함으로써 기화하는 현상 외에 보일러 폭발 사고 등에서 주로 관찰되는 BLEVE현상을 나타낸다. BLEVE는 액화된 다량의 물질이 순간적으로 방출되면서 용기 내 다량의 물질이 폭발적으로 상변화하여 과압을 형성하고 파편화 되는 현상으로 메커니즘 측면에서 다른 물리적 폭발사고와는 차이를 나타낸다. 이러한 증기폭발 현상 자체에 관한 해석은 우선 SINDA/FLUINT 프로그램 등을 이용하여 상변화로 인한 메커니즘을 도출한 후 방출에너지 및 과압 특성에 관한 수치해석이 수행되어야 한다. 기폭발 사고가 발생하는 주요 원인은 고온의 열원 또는 이에 접촉할 수 있는 액체 등을 담고 있는 구조물의 불안정과 파손 등으로, 이런 구조물의 파손이 설계 문제인지, 구조물 제작문제인지, 사용자 문제인지 등을 파악하기 위해서는 필히 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석을 동반한 각종 기계적 특성 시험 등이 뒷받침되어야 한다. 구조-유동 연성 해석이 필요한 이유는 액체의 움직임을 표현하기 위해서는 유동해석이 필요하고 이를 담고 있는 구조물의 액체 유동 영향으로 인한 응력 상태 등을 파악하기 위해서는 구조해석이 요구되어 지기 때문에 이를 커플링하여 연성 해석할 필요성이 있기 때문이다. 유체-구조 연성 해석의 경우에는 주로 ADINA 상용 프로그램이 사용되고 있으며 이는 타 프로그램에 비해 FSI 해석에 관해서는 사용자 편리, 커플링 해석 등 많은 장점을 가지고 있기 때문이다.