고속 비행하는 두 물체의 충돌 각도에 따른 파괴거동 분석

Abstract

고속으로 비행하는 두 물체의 충돌은 상대속도, 각도 및 형상에 따라 각 운동체에 치명적인 손상을 초래한다. 본 연구는 이와 같이 고속으로 비행하는 두 물체의 충돌 현상을 수치해석적 방법을 적용하여 분석하였으며, 대상물체는1500 m/s의 속도를 지닌 원뿔형 비행체와, 500 m/s의 속도를 갖는 원통형으로 설정하였다. 특히, 두 비행체 사이의 충돌 각도를 0˚~ 60˚사이의 임의 조건으로 설정하여 이들의 파괴현상을 잔류 질량, 잔류 속도 및 잔류 운동에너지 관점에서 분석하였다. 해석 결과, 원뿔형 물체는 국부적 파괴가 발생되었고, 원통형 물체는 완전한 파괴가 발생하였다. 아울러 원뿔형 물체의 잔류 속도는 충돌 각도 15˚이후에서 점차 감소하기 시작하였으며, 잔류 질량과 잔류 운동에너지는 충돌 각도 30˚에서 가장 낮은 값을 보였다. 따라서 결과를 통해 고속으로 충돌하는 두 물체에 대한 치명적 파괴는 특정 각도에서 이루어짐을 확인할 수 있었다.