• 한국가스학회지
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• 제17권2호
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• pp.85-89
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• 2013

한국형 LNG선 화물창(KC-1)의 개발은 LNG선의 핵심기술인 화물창시스템의 원천기술을 확보하여 외화절감 및 조선 산업의 경쟁력을 높이는데 그 목적이 있다. 화물창 내부의 액체가 선박의 모션에 의해 생기는 슬로싱 충격 하중에 대한 LNG선의 화물창의 구조 안전성 평가는 중요한 설계 요소가 되었다. 슬로싱 현상에 의한 구조 안전성을 평가하는 가장 이상적인 방법은 유체 영역과 화물창 구조의 상호 작용을 완벽하게 구현하는 것이다. 그러나 유체-구조 연성해석은 방대한 계산 시간과 결과의 정확성을 보장하기 어렵기 때문에 불규칙적인 슬로싱 압력을 삼각파의 형태로 이상화하여 구조 안전성을 평가하였다. 따라서 본 연구에서는 슬로싱 압력은 15/1000초 동안에 최대 10bar의 압력으로 가정한 삼각파로 고려하였고, 해석 결과 한국형 LNG선 화물창(KC-1)의 보냉 판넬은 슬로싱 하중에 대해 구조적으로 건전한 것으로 평가되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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• pp.308-315
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• 2008

극저온 유체를 운반하는 선박의 화물창은 보통 1차 방벽과 2차 방벽으로 구성되어 있다. 1차 방벽에 소량의 극저온 유체의 누출이 생기더라도, 액밀이 되는 2차 방벽에서 추가적인 극저온 유체의 누출을 방지할 수 있기 때문이다. 그러나 2차 방벽에 추가적인 손상이 생길 경우 유리솜으로 만들어진 Flat Joint를 거쳐 선체내벽까지 극저온 유체에 노출될 가능성이 있게 된다. 본 연구의 관심사는 2차 방벽의 손상 정도에 따라, 그리고 누출되는 극저온 유체의 양에 따라, 내측선체에 얼마나 영향이 미치는가를 알아보는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 극저온 유체를 운반하는 선박의 화물창을 구성하는 2차 방벽에 구멍을 뚫어 Flat Joint 사이로 극저온 유체가 흘러 들어가도록 격자를 생성한 후, CFD 소프트웨어를 이용하여 극저온 유체의 누출에 대한 계산을 수행 하였으며 이를 실험 결과와 비교 분석 하였다. 실험과 계산 결과를 살펴보면, 극저온 유체량에 따라 내측 선체에의 피해를 최소화 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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• pp.308-315
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• 2008

극저온 유체를 운반하는 선박의 화물창은 보통 1차 방벽과 2차 방벽으로 구성되어 있다. 1차 방벽에 소량의 극저온 유체의 누출이 생기더라도, 액밀이 되는 2차 방벽에서 추가적인 극저온 유체의 누출을 방지할 수 있기 때문이다. 그러나 2차 방벽에 추가적인 손상이 생길 경우 유리솜으로 만들어진 Flat Joint를 거쳐 선체내벽까지 극저온 유체에 노출될 가능성이 있게 된다. 본 연구의 관심사는 2차 방벽의 손상 정도에 따라, 그리고 누출되는 극저온 유체의 양에 따라, 내측선체에 얼마나 영향이 미치는가를 알아보는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 극저온 유체를 운반하는 선박의 화물창을 구성하는 2차 방벽에 구멍을 뚫어 Flat Joint 사이로 극저온 유체가 흘러 들어가도록 격자를 생성한 후, CFD 소프트웨어를 이용하여 극저온 유체의 누출에 대한 계산을 수행 하였으며 이를 실험 결과와 비교 분석 하였다. 실험과 계산 결과를 살펴보면, 극저온 유체량에 따라 내측 선체에의 피해를 최소화 할 수 있음을 확인하였다.

• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.650-658
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• 2009

Two dimensional sloshing phenomena in regularly excited liquid cargo tank are numerically simulated with finite difference method. Navier-Stokes equations and continuity equation are computed for this study. The free-surface is determined every time step satisfying kinematic boundary condition using marker-density method. And the exciting force is treated by adding the acceleration of the tank to source term. The results are compared with other existing experiment results. And the comparison results show a good agreement. The sloshing phenomena in the tank of the 138K LNG carrier in sway motion is simulated with present calculation methods in low filling level. To find the relations between impact pressure and excitation condition, the calculations are performed in various amplitudes and periods. The averaged maximum pressures are compared each other.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권2호
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• pp.9-18
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• 2009

The cargo containment system (CCS) for ships carrying cryogenic fluid consists of at least two levels of barriers and insulation layers. It is because, even though there is a small amount of leak through the primary barrier, the liquid tight secondary barrier blocks further leakage of the cryogenic fluid. However, once the secondary barrier is damaged, it is highly possible that the leaked cryogenic fluid flows through the flat joint made of glass wool and reaches the inner hull of the ship. The primary objective of the present study is to investigate the influence of the damage extent in the secondary barrier on the amount of leaked cryogenic fluid reaching the inner hull and the temperature distribution there. Simulation results using a computational fluid dynamics tool were compared with the experimental data for the leaked cryogenic fluid flow and evaporation in the secondary insulation layer. The experimental and computational results suggest that, unless there is a massive leak, the cryogenic fluid mostly evaporates in the insulation layer and does not reach the inner hull in the state of liquid.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.345-352
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• 2017

본 연구에서는 액화천연가스(Liquefied natural gas, LNG) 운반선 화물창 손상으로 인한 극저온 LNG 누출 및 하중 작용 시 화물창의 초저온 보냉재를 구성하고 있는 고분자 폼(Polymer foam) 소재의 성능을 관찰하고자 하였다. LNG와 맞닿아 있는 LNG 운반선 1차 방벽은 유체 충격하중이나 오랜 시간 동안의 LNG 적재/하역으로 인해 손상이 누적 되면 누출로 이어지게 된다. 극저온 유체의 누출은 다공성 밀폐 셀 구조인 고분자 폼 내부에 영향을 끼쳐 작용 하중에 대한 거동변화를 야기한다. 본 연구에서는 단열재(Insulation)로 사용되는 고분자 소재인 폴리이소시아누레이트 폼(Polyisocyanurate foam, PIF) 시험편의 기계적 성능에 대한 평가를 수행하였다. 시험편에 극저온 액체를 함침시켜 압축실험을 진행함으로써 저온 취성(Cold brittleness)으로 인한 성능 변화와 함께 극저온 유체의 함침 영향에 대해 정량적으로 비교분석 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권2호
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• pp.120-128
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• 2013

This paper presents the results of sloshing experiments having different fluids in model tanks with various density ratios. The experimental model consisting water and air at ambient, which has been commonly used, is not consistent in density ratio with that of an actual LNG cargo tank. Therefore, an advanced experimental scheme is developed to consider the same density ratio of LNG and NG by using a mixed gas of sulfur hexafluoride ($SF_6$) and nitrogen ($N_2$). For experimental observation, a two-dimensional model tank of 1/40 scale and a three-dimensional model tank of 1/50 scale have been manufactured and tested at various conditions. Two different fillings with various excitation frequencies under regular motions have been considered for the two-dimensional model tank, and three different filling levels under irregular motions have been imposed for the three-dimensional model tank. The density ratio between gas and liquid varies from the ratio of the ambient air and water to that of the actual LNG cargo container, and the different composition of gas is used for this variation. Based on the present experimental results, it is found that the decrease of sloshing pressure is predicted when the density ratio increases.