• 대한기계학회논문집B
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• 제40권5호
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• pp.313-319
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• 2016

액체가 부분적으로 채워져 있는 용기에서 발생하는 슬로싱 현상을 이해하고 이를 효과적으로 제어하는 것은 매우 중요하다. 선행 연구들이 대부분 사인파형(sinusoidal) 가진에 의한 슬로싱 및 공진 현상에 관심을 가진 반면, 본 연구에서는 산업 현장에서 액체 용기를 빠르게 이송시킬 때 발생하는 슬로싱을 이해하고 억제하고자 하였다. 즉, 사각 용기를 수평방향으로 빠르게 이송시킬 때 발생하는 2상 유동을 수치해석으로 구한 후, 용기의 속도 프로파일(특히 가속 및 감속 시간)이 슬로싱에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 용기의 가감속 시간이 1차 모드 고유주기의 정수배가 될 때 슬로싱이 상당히 억제되는 것을 관찰하였고, 이는 슬로싱 억제 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1074-1083
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• 2010

최근 자동차, 선박, 항공기의 운행시 외력에 의해 연료탱크 내의 유체가 출렁거리는 슬로싱 현상으로 인하여 구조물 내부가 손상되어 큰 영향을 미치고 있다. 따라서 적재연료의 슬로싱 영향을 최소화하기 위해서 전산유체역학적으로 유체의 거동을 정확히 해석하는데 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 ADINA-CFD를 이용하여 Kia 프론티어 Cargo용 연료탱크에 수직배플과 수평배플의 길이 및 개수에 따른 유체유량 및 압력의 특성을 파악하고, 코너 및 언덕 주행시 슬로싱 감소를 위해 해석하였다. 그 결과로 슬로싱 감소효과를 위해 배플의 최적길이는 수직배플의 경우 0.19 m, 수평배플의 경우 0.08 m로 나타났다. 그리고 자동차주행 경우에 코너주행 시는 수직배플이 수평배플보다 슬로싱 감소효과를 보이는 반면에, 언덕주행 시는 수평배플이 효과적이며 안정성을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권3호
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• pp.193-199
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• 2015

슬로싱 하중은 LNG 화물창의 내부 구조물에 강한 충격을 유발시킨다. 이는 슬로싱 하중에 의해 평면이나 구석 부위에 순간 압력을 증가시키기 때문에 멤브레인 타입의 화물창에서는 매우 위험하다. 멤브레인 타입의 화물창은 선체구조에 비해 매우 유연하므로, 유체-구조 상호작용은 슬로싱 하중을 받는 화물창의 구조해석에서 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구는 유한요소해석 기법을 이용하여 LNG 유체와 KC-1 단열시스템의 경계에 대시포트를 이용하여 유체-구조 상호작용을 고려한 해석 방법에 대해 다루었다. 결론적으로 표면 완충 효과를 적용하였을 경우, KC-1 단열시스템의 폴리우레탄폼에서 발생하는 최대응력이 약 1.5 배 낮아지는 효과가 있음을 알아내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.27-37
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• 1998

선박이 대형화되고, LNG선의 건조가 활발해지면서 액체화물탱크의 내부유동을 뜻하는 슬로싱에 대한 연구가 중요해지고 있다. 슬로싱에 의한 충격압력의 크기와 특성을 파악하기 위하여 직사각형 모델에 대한 체계적인 실험을 수행하여 회전각, 동요주파수, 적재수심에 따른 내부유동의 특성을 분석하였고, 충격압력이 가해지는 탱크벽면의 구조응답을 계측하여 유탄성효과를 고찰하였다. 탱크의 내부유동은 고차경계요소법을 이용하여 해석하였고, 평판의 진동에 의해 유기되는 유체력은 고유함수 전개법을 이용하여 부가질량과 감쇠력으로 표현하였다. 충격하중이 작용하는 경우 유탄성 효과를 고려한 탱크 벽면은 부가질량의 영향으로 그 때의 수심에 해당하는 접수진동수로 진동하였고, 벽면에서 압력은 유탄성효과를 고려하지 않은 경우에 비해 두 배 이상 크게 나타났다. 이를 실험과 계산에서 모두 확인하였고, 충격하중에 의한 평판의 거동에서 유탄성효과를 규명하였다

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.71-78
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• 2015

LNG 선박에서 발생하는 슬로싱 충격하중은 다상유동 및 기체의 압축효과에 따라 CCS에서 발생하는 압력과 구조응답에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 슬로싱 운동 시 LNG의 유동에 의해 발생하는 슬로싱 충격을 시뮬레이션하기 위해서 다상유동을 적용한 수치해석 모델을 제시하였으며, 그 결과를 실험과 비교하여 타당성을 검토하였다. 또한 효율적인 구조 응답 계산을 위해 분사모델을 이용한 유체구조 연성해석 방법에 대해서 검토하고 멤브레인형 Mark III 화물창의 강도평가에 적용하여 LNG 화물창의 강도평가를 위한 가능성을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.619-628
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• 2002

본 논문은 배플을 설치한 수평으로 놓인 원통형 탱크내 슬로싱 고유진동에 대한 유한요소 해석을 다룬다. 지배방정식으로 포텐셜 이론을 기반으로 한 라플라스 방정식을 적용한다. 이 문제를 선형의 등매개 요소를 적용한 유한요소법을 이용해 해석한다. 탱크와 배플은 강체로 가정하였으며, 배플의 효과 구현은 배플의 설치 위치에 절점을 두 개로 분리함으로써 얻을 수 있다. 고유주파수와 고유모드의 추출을 위하여 Lanczos 변환법 및 Jacobi 반복법을 도입하였다. 종진동과 횡진동 모드에 대한 수치 해석결과가 참고 문헌과 비교해 볼 때 잘 일치함을 알 수 있었다. 또한 유체 높이, 배플 개수, 내공 크기, 배플 위치 등의 파라메트릭 해석을 통하여 슬로싱 특성 및 링형 배플의 영향을 고찰하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.201-201
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• 2000

Recently in the design of fuel tanks(launch vehicle, ship, automobile) which transport a large amount of liquid in the cargo holds, the structural damage due to liquid-sloshing becomes an important problem. The impact pressure from sloshing is most violent when the liquid motion of a partially filled tank is in resonance with the motion of a system. In this paper, the sloshing natural periods in liquid tanks are estimated for partially filled tanks with various geometries. In addition to, controlled for a launch vehicle with liquid sloshing effect by PD controller and sloshing filter The PD gain and sloshing filter parameter arc determined by optimal algorithm.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.88-95
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• 2003

Liquid storage rectangular tank structures are used in many fields of airplane and marine engineering. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance. Therefore it is essentially important to estimate vibration characteristics of tank structures. Many Investigators studied the vibration of cylindrical and rectangular tank structures containing still fluid. In general, the eigenbehavior of interior liquid is characterized by the sloshing mode while that of the structure by the bulging mode. However, the structure deformation to the sloshing mode and the liquid free-surface fluctuation to the bulging mode have been neglected in the classical added-mass computation. in the present paper, we study the vibration characteristics with sloshing mode effect.

• 한국해양공학회지
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• 제26권4호
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• pp.50-56
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• 2012

When a liquid cargo tank is partially filled with fluid, internal impact loads can be occurred from the vessel's motions. In this study, liquid sloshing problems with a thin top layer of particles with a lighter density than water and the coupling effects of the liquid-sloshing/vessel-motion were investigated in order to reduce the sloshing-induced impact loads. The PNU-MPS (Pusan-National-University-modified Moving Particle Simulation) method for solving the liquid motion inside a tank and the CHARM3D BEM (Boundary Element Method) based time-domain ship motion analysis program for vessel-motion simulation were coupled. From the simulation results, we could see that the floaters seemed to be quite effective at reducing the sloshing impact loads in the case of tank-only sloshing problems, but not as much for the coupling problem with vessel motion.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.147-154
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• 2002

수직방향 가속도를 받는 원통형 액체 저장탱크는 내부유체의 슬로싱(sloshing)에 의한 동하중에 의하여 구조 및 제어성능 안정성에 심각한 영향을 받을 수 있다. 더욱이 유체의 슬로싱 진동수가 제어계 혹은 탱크구조물의 고유진동수 근처에 있게되면 발사체에 큰 동하중과 모멘트를 유발하게 된다. 이와 같은 유체의 동적 효과를 억제하기 위하여 일반적으로 링형 탄성체 배플(baffle)을 채용하고 있다. 본 논문에서는 배플의 개수와 내경을 변수로 설정하여 배플의 동적억제효과를 평가 및 분석하기 위한 수치해석을 수행한다. 배플내경에 따른 파라메트릭 해석과, 탱크높이 및 유체높이를 각각 균등 분할하여 설치된 배들에 대한 동억제 효과를 분석한다. 유체와 구조물 사이의 정확하고 효과적인 연계해석을 위하여 ALE(arbitrary Lagrangin-Eulerian) 수치해석 기법을 적용한다.