Development of Equations for Dynamic Design Loads of Sphere Type LNG Tank with Cylindrical Extension

The number of shops needed for the fabrication of a sphere type cargo tank for an LNG carrier is proportional to the size of the tank to be constructed. Due to the limitations of facility investment, it is difficult to fabricate various size tanks with a perfectly spherical shape in the (factory). An efficient method of increasing the capacity of the cargo tank is to extend the conventional sphere type LNG tank vertically by inserting a cylindrical shell structure. In this study, equations for the dynamic pressure distribution due to horizontal acceleration are derived for a sphere type LNG tank with central extension. The derived equations can be easily applied to the design and structural assessment of a sphere type LNG tank with central extension. Furthermore, the results of this study can be combined with the static design loads previously reported by Shin & Ko [9], in order to establish a simplified analysis method which enables a precise initial estimate to be obtained, thereby obviating the need for a time consuming finite element analysis.

원통 확장부를 갖는 구형 LNG 탱크의 동적 설계하중 산출식 개발

LNG 운반선용 구형 탱크의 제작을 위해서는 탱크의 크기에 따라 별도의 공장 설비가 필요하며 시설 투자의 한계로 인해 현실적으로 조선소에서 다양한 크기의 완전 구형 LNG 탱크를 제작하는 것은 매우 어려운 일이다. 다양한 용량의 LNG 탱크 제작을 위해서는 기존 구형 탱크의 중앙부에 원통 형태의 확장부를 삽입하여 적재 용량을 키우는 방법이 효과적이다. 본 연구에서는 원통 확장부를 갖는 구형 LNG 탱크에 대하여 수평 가속도에 의한 동적 압력분포 산출식을 유도하였다. 본 논문에서 유도한 압력 분포 산출식을 이용함으로써 원통 확장부를 갖는 구형 탱크를 화물창 형식으로 하는 LNG 운반선의 구조설계 시 구조 안전성 평가를 위한 동적 설계하중을 간편하게 구하여 해석에 적용할 수 있다. 또한, 이미 개발되어 있는 원통 확장부를 갖는 구형 LNG 탱크의 정적 하중에 대한 설계하중 산출식과 결합함으로써 정적 및 동적하중을 모두 고려한 정도 높은 간이해석법의 개발이 가능하며, 이를 통해 초기 견적 시 많은 시간과 비용을 소요하는 유한요소 해석을 대신하여 짧은 시간에 정도 높은 물량 산출이 가능할 것으로 기대된다.