참고자료 : 버블제트효과 천안함 피격사건

거의 1년전 브릭 게시판에 쓴 글을 그대로 옮겼습니다.

공식보고서와 관련 논문을 읽어보고 요약한 것인데, 
제가 인문계 출신이란 점은 감안하고 읽어주시기 바랍니다.

그리고 오류가 있다면 기탄없이 알려주시면 감사하겠습니다.

만약에 이해하기 어려운 분을 위한 글도 준비하고 있습니다. 기대해 주세요.

=================================================
1. 버블제트효과란?
수중폭발시 발생하는 충격파가 수중으로 전파되고, 이어서 고온고압의 폭발생성물로 인한 (가스)버블이 형성된다.
충격파는 빠른 속도로 전파, 소멸되지만 (가스)버블은 팽창과 수축을 반복하면서 비교적 느리게 진동한다.
일반적으로 버블주기 동안 수면으로 올라와서 붕괴하지만, 단단한 벽이나 물체가 있으면 중력과 상관없이 그 쪽으로 이동하는 특성이 있다.
버블제트는 바로 이 (가스)버블이 붕괴하면서 발생하는 에너지의 형태라고 볼 수 있다.

2. 버블제트어뢰?
그런 것은 따로 없다. 수중폭발시에 수반되는 폭발형태일 뿐이다. 
사실 '버블제트'라는 말도 천안함 사건이후 뉴스보도에서 자주 사용되어 사람들이 그렇게 알고 있을 뿐, 그 이전에는 '선저폭발'이라는 용어가 주로 쓰였다.
천안함 사례에 정확한 용어를 쓰자면 '비접촉 수중폭발(선저폭발)'이고, 
일반적으로 이 방식을 사용할 경우 초기 충격파와 버블진동에 의해 발생하는 응력으로 용골을 부러뜨리기 쉽기에 2차세계대전 이후부터 중어뢰 대부분이 이 방식을 채용하고 있다.

3. 수중폭발의 특성
수중폭발의 목적은 앞서 언급했듯이 초기 충격파와 버블진동으로 선체파괴를 노리는 것이다.
일반적으로 버블붕괴시 버블제트로 인해 파편이 생길 것이나 치명상을 끼칠 정도는 아니다. 
대부분 중어뢰의 외피가 얇은 편인데 이는 파편효과가 거의 없음을 반증하는 것이다.
특히 지상에서는 파편이 빠른 속도로 멀리 날라갈 수 있으나 수중에서는 그렇지 못하다.
수중에서 총을 쐈을 때를 생각하면 쉽다. 아래는 KDN에서 이수인님이 올리신 자료이다.
좌측이 대기중에서 우측이 수중에서의 총알의 이동거리와 에너지이다.


대부분의 보도자료를 보면 버블제트효과에 대해서 '물대포라고 생각하면 쉽다'는 요지의 인터뷰를 많이 보았을 것이다.
오히려 직격으로 맞았다면 파편과 화염 등으로 선체와 인명피해가 발생하겠지만, 그럼에도 불구하고 선체절단으로 인한 침몰의 가능성이 낮았을 것이다.

4.물기둥에 대해서
버블제트효과는 일부 사람들이 생각하는 높은 물기둥이 반드시 수반되는 것이 아니다.
즉, 물기둥 발생여부는 그때그때 다르다.
아래의 기사와 동영상으로 설명을 대신한다.





다른 시점의 동영상



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덧글

  • 쿠라사다改 2012/04/03 14:58 #

    뭐... 저도 몰랐던 거지만 처음에 버블제트가 어쩌고 저쩌고 하니
    그런 최첨단 무기를 북한이 개발했다는 거냐... 운운했던 분들도
    계셨더랬죠. 2차세계대전 이후부터 있었던 방식인데......
    전국민의 밀덕화가 필요한가 봅니다.
  • kuks 2012/04/03 15:25 #

    잘 찾아보면 MIT에 올라온 영상이 있을 겁니다.
    1940년대 당시 OSS가 연구자료 영상인데, 나중에 찾아서 올려드리지요.
  • 세이코 2012/04/03 22:53 #

    수중 폭발에서 발생하는 bubble에 관한 해석논문입니다. 아마 journal paper는 아니고, 시뮬레이션 툴 유용성 소개하는 자료에 작성요청 받고 작성한 듯 한데, 저도 CFD 하는 입장에서 한번 따라해보고 싶군요. 하지만 올 가을엔 졸업을 해야하는지라...

    http://www.mscsoftware.com.tw/products/dytran/3032_Under_Water_Explosion_SAVIAC.pdf

    그리고 2000년에 작성한 수중 폭발에서의 온도 하강에 관한 내용입니다. 이승헌 교수님은 3000도를 주장했는데 수중 폭발에 관해 아무것도 모른다는 걸 자인한 꼴이죠. 이 문제는 "이승헌 교수 VS 송태호 교수"의 구도가 아니라, "이승헌 교수 VS traditionally 혹은 widely known"의 구도여야 해요.

    http://www.navweaps.com/index_tech/tech-026.htm

    그리고 양판석 박사님 최근 pt자료인 것 같습니다. 브릭은 잘 안가는데 국스님과의 논쟁으로 폭발 부정론에서 기뢰론으로 입장을 바꾸었다고 했던가요?

    http://www.scribd.com/%EC%9E%84%EB%AF%BC%EC%84%AD/d/76627777-Cheonan-presentation2

    하지만 이런 자료 링크해줘도 또 어디선가 나꼼수 한 번 듣고 혹한 사람이 새로 생겨나고 폭발에 의한 상처! 형광등! 미국도 개발못한 최첨단버블효과! 하고 다니겠죠...
  • kuks 2012/04/03 23:20 #

    들러주셔서 좋은 자료와 말씀 감사합니다.

    1. 공식보고서에서는 미국에서 제공한 Hull Whipping Model을 참고한 것으로 나와있습니다.
    간단히 설명드리면 호깅과 새깅, 충격차와 버블에 의한 선체파괴에 주안점을 두었다고 생각되는데 시뮬결과를 보면 래깅 소견도 있다는 말을 듣기도 했습니다.(이건 지금은 삭제된 어느 학술회 녹화영상에서 들었음)

    대부분의 모델과 검토자료는 일맥상통할 것입니다. 참고로 공식보고서 p.145를 보면 다음과 같습니다.

    "휘핑 해석 프로그램으로는 한국기계연구원에서 Hicks의 버블 거동 해석이론과 모드중첩법에 의거하여 개발한 UNDEX_WHIP을 사용하였다. 모드중첩법에 의한 휘핑 계산을 위해 주선체의 상하진동 1차~5차의 고유모드만을 고려하였다. 그 이유는 보유추 진동해석 방법은 일반적으로 1차~5차의 고유모드에 대해서만 비교적 정확한 결과를 나타내며, 주선체의 휘핑 응답은 이들 저차 고유모드들에 의해 지배되기 때문이다. 감쇠18)의 영향은 무시하였다.
    (중략)
    최종 강도 관점에서 주선체의 종강도 안전성을 검토하기 위해 휘핑 해석을 통해 계산된 휘핑 굽힘모멘트(Whipping bending moment)와 최종 굽힘모멘트(Ultimate bending moment)를 비교 검토하였다. 최종 굽힘모멘트는 울산대학교에서 Smith 이론에 의거하여 개발한 프로그램인 ULSAN을 사용하였다."

    2. 저는 처음보는 자료입니다. 감사합니다. ^^

    3. 제가 일부러 브릭의 양판석 씨의 글은 링크걸지 않았습니다. 그것과 동일한 자료 맞습니다.
    이 자료의 문제점이 출처나 인용이 제대로 되어 있지 않다는 겁니다.
    합조단의 보고서와 쿠르스크호 침몰사건 관련 학술보고서를 짜깁기한 것이고, 본인도 뚜렷한 목적을 밝히지 않은 소모임에서 설명하기 위한 자료였다고 토로한 바 있습니다.

    http://bric.postech.ac.kr/scicafe/read.php?id=13691&Page=2&Board=scicafe000692&FindIt=&FindText=
    이 자료를 가지고 홍태경 박사의 지진파 연구논문을 반박하더군요.
    (참고로 양판석 씨는 암석학자에 가까운 광물학자라고 자평하더군요.)

    그건 그렇고 저와의 논쟁보다는 브릭의 '참견인'이라는 닉네임과 많이 충돌했습니다.
    알루미늄 흡착물을 가지고 어뢰설을 부정하는 입장이었는데, 상당한 반발에 부딫히자 같은 분석자료에 대해서 3,4차례 번복한 바 있습니다.
    그 뒤 1년간 잠적해 있다가 저렇게 기뢰설을 주장하는 자료를 들고나온 것이지요.

    자료 정말 감사하구요. 혹시 이걸 브릭의 다른 분에게 소개해 드려도 될 지 여줍고 싶습니다.
    아무래도 저같은 사람보다는 전공과 유사한 분들이 보는 것이 나을 듯 해서요.
  • 세이코 2012/04/03 23:26 #

    저야 문제 없습니다. 어차피 제 pt도 아니고 잠깐 검색으로 찾은 결과인걸요.

    대신이라고 하긴 뭣하지만 이승헌 교수와 송태호 교수의 온도 논쟁에서 이승헌 교수의 영하 60도 드립이 깨졌다는 얘기를 하셨던 것 같은데 좌표를 쏴주실 수 있을까요?
  • kuks 2012/04/03 23:27 #

    감사합니다.

    말씀하신 자료는 제가 찾아서 알려드리도록 하겠습니다.
  • 세이코 2012/04/03 22:55 #

    뭐 어차피 제가 시뮬레이션 해서 버블과 물기둥 형상 보여줘도

    -> 아 그렇구나 천안함이 어뢰에 의한 게 맞구나...

    하진 않을테고

    -> 또 한 명 정부의 개 더러운 국가연구술사가 곡학아세를 하는구나!

    이럴테죠...
  • kuks 2012/04/03 23:23 #

    송태호 교수님과 이주 교수님이 덕분에 고생 많으셨죠.

    송태호 교수님은 자발적으로 외부의 도움없이 연구를 진행했지만 여기저기 인터뷰에 시달렸고, 이주 교수님은 붉은멍게 때문에 수억 정도의 국고보조금의 가치를 가지는 SCI급 논문게재를 포기하고 기자회견에 나섰답니다.

    정치가 개입하면 절대 이 문제를 과학적이고 객관적으로 연구할 수 없는 분위기이죠.
  • kuks 2012/04/03 23:44 #

    말씀하신 논쟁의 과정별로 링크 걸어드립니다.

    1. http://www.sdjs.co.kr/read.php?quarterId=SD201104&num=442
    [일반논문] 천안함, 과학인가 정치인가? (송태호 교수)

    2. http://www.pressian.com/article/article.asp?article_num=40110224114033&section=05
    "대한민국, 과학의 양심을 지켜라" (이승헌)

    3. 손석희 시선집중

    http://imbbs.imbc.com/view.mbc?list_id=4671531&pre_list_id=4673630&next_list_id=-1&page=1&bid=focus03&sk=title-content&sv=
    (송태호 교수편)

    http://imbbs.imbc.com/view.mbc?list_id=4673630&pre_list_id=-1&next_list_id=4671531&page=1&bid=focus03&sk=title-content&sv=
    (이승헌 교수편)

    4. 60도 드립은 처음 듣는 부분인데 혹시 연평도 당시 포탄의 글씨 논란에 대해서 이승헌이 기고한 다음의 글이 상당한 비판을 받은 바 있습니다.
    http://hook.hani.co.kr/archives/16839

    참고로 '버블'이란 용어는 공중폭발에 적합한 표현이 아니지요. 아마도 수중폭발과 혼동한 것으로 판단됩니다.
  • kuks 2012/04/03 23:58 #

    http://htl.kaist.ac.kr/bbs/board.php?bo_table=bbs04&wr_id=25

    이건 송태호 교수의 논문 최종판입니다.
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