• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1346-1351
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• 2004

This study is concerned with the thermal analysis during the cool-down period of 135,000 $m^3$ class GT-96 membrane type LNG carrier under IMO design condition. The cool-down is performed to cool the insulation wall and the natural gas in cargo tank for six hours to avoid the thermal shock at the start of loading of $-163^{\circ}C$ LNG. During the cool-down period, the spraying rate for the NG cooling decreases as the temperature of NG falls clown from $-40^{\circ}C$ to $-130^{\circ}C$ and the spraying rate for the insulation wall cooling increases as the temperature gradient of the insulation wall is large. It was confirmed that there existed the largest temperature decrease at the 1 st barrier and 1st insulation, which are among the insulation wall, especially in the top side of the insulation wall. By the 3-D numerical calculation about the cargo tank and the cofferdam during the cool-down period, the temperature variation in hulls and insulations is precisely predicted.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.98-106
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• 1998

멤브레인형 가스운반선의 경우 화물창들 사이에 cofferdam을 두어 격리시키고 있는데 이 경우 극 저온 액체 화물의 영향으로 cofferdam 실내 온도는 약 $-40^{\circ}C$내외로 떨어지게 된다. 그 결과 cofferdam 및 화물창을 구성하는 bulkhead는 구조 부재로서의 허용 강도를 만족하는 온도를 유지할 수 없게 된다. 결국 heating system을 사용하여 cofferdam 실내 온도를 최소한 $5^{\circ}C$까지 올려야 하는데, 소요 pipe의 길이 산정을 위한 heat flux 산출과 pipe의 배치가 우선적으로 요청된다. 본 연구에서는 다양한 설계 조건에서의 cofferdam 내 heat flux를 각 compartment들 간의 연성 효과를 고려하여 구하고 이를 기존 계산서들과 비교 검토하여 그 타당성을 검증하였고 이를 토대로 heating system에 필요한 pipe의 길이를 산정하였다. 아울러 현재의 heating system의 대안으로 fin을 부착한 pipe로 구성된 heating coil system을 제시하고 그 효율을 비교하였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제52권7호
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• pp.298-304
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• 2003

IPMC(Ionic Polymer-Metal Composite) is a highly sensitive actuator that shows a large deformation in presence of low applied voltage. Generally, IPMC can be fabricated by electroless plating of platinum on both sides of a Nafion (perfluorosulfonic acid) film. When a commercial Nafion film is used as a base structure of the IPMC membrane, the micro-pump structure and the IPMC membrane are fabricated separately and then later assembled, which makes the fabrication inefficient. Therefore, fabrication of an IPMC membrane and the micro-pump structure on a single wafer without the need of assembly have been developed. The silicon wafer was partially etched to hold liquid Nafion to be casted and a 60-${\mu}{\textrm}{m}$ thick IPMC membrane was realized. IPMC membranes with various size were fabricated by casting and they showed 4-2${\mu}{\textrm}{m}$ displacements from $4mm{\times}4mm$ , $6mm{\times}6mm$, $8mm{\times}8mm$ membranes at the applied voltage ranging from 2Vp-p to 5Vp-p at 0.5Hz. The displacement of the fabricated IPMC membranes is fairly proportional to the membrane area and the applied voltage.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권1호
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• pp.81-89
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• 1999

Micromachining을 이용하여 기존의 전자 물품 감시에 사용되는 자기공명센서의 소형화 공정을 연구하였다. 설계 한 구조는 Free Standing Membrane형 과 Diving Board형의 두 가지이며 각자에 대해 적합한 공정 조건을 수립하고 실제로 그 구조를 형성해 보았다. 멤브레인형의 경우는 센서 모양을 여러 가지 형태로 쉽게 바꿀 수 있는 반면에 그 크기가 실리콘 기판의 두께에 의존하여 소형화하는데 한계가 있었으며 다이빙 보드형의 경우 소형화에도 유리하고 센서의 자기변형이 보다 자유로운 구조였다. 실리콘 질화막은 일반 반도체 공정에서의 조건보다 Si의 함량을 크게 하여 열처리 없이도 저응력의 박막형성이 가능하였으며 탄성계수 값이 크지 않아 센서 부분의 자기변형을 크게 구속하지 않아 센서물질의 지지층으로 유리한 물질이었다. 또한 스퍼터링으로 증착된 텅스텐은 자성 센서 물질로 연구되고 있는 Fe-B-Si물질에 대한 식각 선택도가 높아 구조 형성 공정 중 보호 층으로 사용된 후 제거될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 지지층으로 실리콘 질화막을 사용하고 보호층으로 텅스텐 박막을 사용한 다이빙 보드형 구조가 전자 물품 감시(EAS)용 센서의 소형화에 유리 할 것으로 생각된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.343-350
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• 2004

LNG 운반선은 항해중 외부로부터 다량의 열 침임으로 인해 많은 BOG가 발생하며 통상 이는 선박엔진의 연료로 사용된다. 화주의 입장에서 이러한 BOG의 발생과 소비는 화물의 손실을 의미하며, 따라서 선주와 화주 사이에는 BOR(boil off rate)에 대해 만선항해를 기준으로 0.15％／day 이하가 되도록 운송계약을 체결한다. LNG 운반선의 항해사관 입장에서는 자신이 승무하고 있는 선박의 BOR에 대한 정확한 지식을 바탕으로 선박을 운항할 필요가 있으나 실제로는 막연한 경험에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 선체온도분포 및 외부로부터의 침입열량에 관한 정밀 열설계 기술을 토대로 본선의 해기사들이 보다 간편하게 BOG를 예측할 수 있는 간단한 모델을 제시하였다. 그리고 개발된 모델을 사용하여 연구대상 선박의 실제 기상조건을 토대로 만선 및 공선항해에 대하여 각각 BOR을 계산하였으며 이를 실측자료와 비교, 검토하였다. 본 연구에서 제시된 BOG 예측방법은 현재 운항중인 LNGC에서 BOG를 관리하는 유용한 도구로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권2호
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• pp.126-132
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• 2014

In this study, a method for analyzing the collision and interaction between ice bergy bits and a Mark III type liquid natural gas (LNG) carrier was considered, and the structural safety of a ship's hull and cargo containment system (CCS) was evaluated. In the analysis, a constitutive model implementing the strain rate dependant mechanical property was used to consider the typical material characteristics of ice rationally. A relatively simple and easy ice structure interaction analysis procedure, compared with the accurate but complicated FSI analysis scheme, was suggested. When the ice bergy bits collided with ship's side hull under the four assumed scenarios, the structural behaviors of the ship structure and LNG CCS were simulated by applying the suggested ice collision analysis procedure using the commercial hydro-code LS-DYNA. In addition, the effects of the shapes and colliding speed of the ice bergy bits on the ice-structure interaction and safety of the CCS were examined in detail.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권5호
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• pp.365-372
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• 2004

LNG 운반선은 항해중 외부로부터 다량의 열 침입으로 인해 많은 BOG가 발생하며 통상 이는 선박엔진의 연료로 사용된다. 화주의 입장에서 이러한 BOG의 발생과 소비는 화물의 손실을 의미하며, 따라서 선주와 화주 사이에는 BOR에 대해 만선항해를 기준으로 0.15%/day 이하가 되도록 운송계약을 체결한다. LNG 운반선의 항해사관 입장에서는 자신이 승무하고 있는 선박의 BOR에 대한 정확한 지식을 바탕으로 선박을 운항할 필요가 있으나 실제로는 막연한 경험에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 신체온도분포 및 외부로부터의 침입열량에 관한 정밀 열설계 기술을 토대로 본선의 해기사들이 보다 간편하게 BO를 예측할 수 있는 간단한 모델을 제시하였다. 그리고 개발된 모델을 사용하여 연구대상 선박의 설제 기상조건을 토대로 만선 및 공선항해에 대하여 각각 BOR을 계산하였으며 이를 실측자료와 비교, 검토하였다. 본 연구에서 제시된 BOG 예측방법은 현재 운항중인 LNGC에서 BOG를 관리하는 유용한 도구로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.53-60
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• 2016

본 연구는 NO96 화물창의 BOG(boil off gas), BOR(boil off rate)을 감소시키기 위한 노력으로 단열재료 및 단열층을 변화시켜서 개발된 NO96-GW, NO96-L03의 방열구조에 대해서 BOG, BOR 값을 계산하고 단열성능을 비교 평가하였다. 두가지의 변형된 NO96 모델을 기존의 NO96 방열과 단열층 및 단열재료의 차이점을 비교하고, 각각의 열저항 및 BOG/BOR 값의 비교 결과를 제시하였다. 열저항 값은 유한요소해석법을 이용하여 계산되었으며, 준정적 열평형 상태를 가정하여 열유속과 온도분포를 통하여 단열성능을 비교하였다. 계산에 사용된 화물창의 모든 재료물성치는 온도 의존값으로서 반영하여 $-163^{\circ}C$에서의 극저온 상태에서 특성을 반영되었다. 각 화물창의 BOG, BOR 계산은 국부 열전달 해석을 통해 방열판에서 발생하는 열유속을 계산하고, 등가모델을 적용하여 계산하는 과정으로 수행되었으며, 그 결과를 각 화물창의 단열성능을 비교 평가하기 위해서 검토하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.531-538
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• 2011

멤브레인형 LNG 탱크의 구조적 안전성을 확보하기 위해서는 슬로싱에 의한 작용 압력과 구조응답을 정확히 평가할 수 있어야 한다. 탱크 방열구조에 작용하는 슬로싱 충격하중은 매우 불규칙적이며 이로 인한 구조 응답 역시 유탄성 거동을 포함하는 매우 복잡한 물리 현상이기 때문에 최신의 이론적 실험적 접근 방법을 동원하더라도 정확한 평가가 어렵다. 본 연구에서는 실험이나 수치해석으로부터 얻어진 슬로싱 압력 시계열을 이용하여 탱크 방열 구조의 구조응답을 간편하게 해석할 수 있는 방안을 제안하였다. 이 간이 해석법은 기본적인 삼각형 impulse 형태의 충격 압력에 대한 구조응답을 시간영역에서 과도응답해석법으로 계산한 후, 이렇게 구해진 구조물의 삼각형 응답함수를 조합하여 임의 형상의 압력 시계열에 대한 구조 응답을 구하는 방식이다. 여러 가지 예제 해석을 통하여 제안된 해석법의 타당성을 검토하였고, 이를 이용하여 실제 모형실험에서 얻어진 압력시계열을 바탕으로 구조응답을 계산하고 그 결과를 고찰하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.726-734
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• 2008

While the structural safety assessment of Cargo Containment System(CCS) in membrane type LNG carriers has to be carried out in consideration of sloshing impact pressure, it is very difficult to figure out its dynamic response behaviors due to its very complex structural arrangements/materials and complicated phenomena of sloshing impact loading. For the development of its original technique, it is necessary to understand the characteristics of dynamic response behavior of CCS structure under sloshing impact pressure. In this study, for the exact understanding of dynamic response behavior of CCS structure in membrane Mark III type LNG carriers under sloshing impact pressure, its wet drop impact response analyses were carried out by using Fluid-Structure Interaction(FSI) analysis technique of LS-DYNA code, and were also validated through a series of wet drop experiments for the enhancement of more accurate shock response analysis technique. It might be thought that the structural response behaviors of impact response analysis, such as impact pressure impulses and resulted strain time histories, generally showed very good agreement with experimental ones with very appropriate use of FSI analysis technique of LS-DYNA code, finite element modeling and material properties of CCS structure, finite element modeling and equation of state(EOS) of fluid domain.