• 한국가스학회지
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• 제13권6호
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• pp.29-33
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• 2009

본 연구에서는 Al6061-T6 소재의 알루미늄 라이너와 탄소섬유-에폭시 및 유리섬유-에폭시 복합 소재를 적층으로 감아서 제조한 복합소재 연료탱크에 대한 강도안전성을 유한요소법(FEM)으로 해석하였다. 복합소재 연료탱크는 내구성 향상을 위해 자긴공정(autofrettage process)으로 제조한 다음에 압축천연가스를 공급하였다. 자긴공정을 거친 가스탱크의 응력안전에 대한 FEM 해석결과는 미국의 DOT-CFFC와 한국의 KS 설계안전 평가기준과 비교 평가하였다. FEM 계산결과에 의하면, 자긴공정을 거친 연료탱크의 응력강도는 돔 지역에서 약간 불안정한 것으로 나타났고, 몸체의 평행부에서는 비교적 균일한 안정성을 보여주고 있다. 자긴공정을 거친 복합소재 연료탱크의 평행부에서 관찰된 강도안전성 데이터는 평가기준 데이터로 제공된다. 9.2리터의 복합소재 연료탱크의 응력강도 안전성에 대한 계산결과에 따르면, 미국의 DOT-CFFC와 한국의 KS 평가기준치를 모두 만족하는 것으로 나타났기 때문에 안전한 설계라 할 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.273-277
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• 2009

본 연구에서 적용한 발사체용 산화제 터널형 배관은 액체산소를 터보펌프까지 전달하는 장치로 산화제 탱크 하부에 설치된 연료탱크를 관통하여 설치된다. 터널형 배관은 연료탱크를 우회하여 설치되는 우회 배관에 비해 무게가 절감되나 열전달 표면적이 커져 연료 탱크에 저장된 연료의 온도를 변화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널형 배관의 극저온 성능시험을 통하여 배관 특성 및 연료 탱크로의 열전달 현상을 고찰하였으며, 또한 발사체에 적용가능성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1131-1136
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• 2011

본 연구는 자동차용 CNG 연료탱크의 파열시험시 발생하는 음향방출변수의 분석에 관한 내용이다. 연료탱크의 복합재료 중앙부 표면에 150kHz 공진형 AE센서를 부착하여 파열시험시 발생하는 음향방출 신호를 획득하고, 가압유지시간 동안의 hit, amplitude, count, duration, risetime, signal strength 등과 같은 음향방출 변수들을 분석하였다. 음향방출 변수 중 total count, total signal strength가 연료탱크 손상정도를 평가하는데 유용한 변수임을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1173-1176
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• 2010

회전익 항공기의 연료탱크는 피탄으로 인해 연료 누유시 발생할 수 있는 화염으로부터 기체와 승무원의 생존성을 높이기 위하여 연료누설을 차단하는 자기밀폐 기능이 필수적으로 요구된다. 자기밀폐 기능은 내부에 적층된 자기밀폐 소재가 누설되는 연료와 화학반응을 일으켜 급속히 팽창됨으로써 피탄부를 막아, 연료누설을 차단하는 역할을 한다. 본 연구는 미군사규격(MIL-DTL-27422D) 기준으로 국내에서 제작 및 수행한 회전익 항공기의 연료탱크 자기밀폐 성능시험 평가 결과를 제시한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권4호
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• pp.60-65
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• 2019

본 연구에서 항공기에 적용되는 보조연료탱크의 연료시스템에 대한 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조 설계 결과에 대한 구조 안전성을 검토하였다. 연료시스템 구조에 적용된 재료는 알루미늄 합금 금속재이다. 구조 해석은 상용 유한 요소 해석 소프트웨어를 활용하여 구조 해석을 수행하였다. 설계 요구 조건은 구조물이 가속도 조건을 만족해야 한다. 따라서 최대 가속도 조건을 고려하여 구조 설계를 수행하였다. 본 연구를 통하여 보조연료탱크의 구조 설계 결과는 안전성을 확보한 것으로 분석되었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.324-327
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• 2010

본 연구에서는 차량 연료탱크에 충격탄 관통 시 화재발생 여부를 분석하기 위한 연구의 전단계로서, 충격탄 속도 변화에 따른 연료탱크 내부의 유동특성을 분석하기 위해 전산유체역학기법을 도입하여 수치해석을 수행한 결과, 충격탄이 연료탱크 관통 시작부터 $3.33{\times}10^{-6}ms$와 $145.01{\times}10^{-6}ms$ 경과 후, 최대속도는 각각 약 249.8m/s와 189.2m/s이며 최대 압력은 83.6kPa과 37.9kPa이다. 충격탄이 관통부로 유입되면서 급격한 압력변화가 발생함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.8-13
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• 2018

외부 충격에 대한 연료탱크의 구조 건전성을 확인하기 위해서는 연료탱크 내부 연료의 거동과 그에 따른 영향성을 파악할 수 있는 유체-구조 연성해석을 수행해야 한다. 과거에는 유체-구조 연성해석을 수행하기 위해서는 상당한 전산자원과 과도한 계산시간이 필요하여 수치해석 결과를 도출하기까지 많은 제약이 있었다. 하지만, 최근 컴퓨터 성능이 획기적으로 향상되어 유체-구조 연성해석 등의 복잡한 수치해석이 가능하게 되었다. 유체-구조 연성해석을 위해 주로 사용되는 방법은 ALE(Arbitrary Lagrangian and Eulerian)와 입자법(Smoothed Particle Hydrodynamic)이 있다. 두 방법에는 상호 장단점이 있기 때문에 수치해석의 목적에 따라 적합한 방법을 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 ALE을 적용하여 연료탱크 충돌충격 시험 수치모사를 수행하였다. 수치해석 목적은 충돌충격하중에 의해 컨테이너 내부에 장착된 연료탱크의 파손 가능성을 확인하는 것인데, 수치해석의 결과로 연료탱크 내부의 유체 거동을 파악하고, 충격하중에 의해 연료탱크와 컨테이너 구조물에서 발생하는 응력을 계산하여 연료탱크 파손 여부에 따른 내부 유체의 누설 가능성을 제고하였다.

• 한국가스학회지
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• 제16권3호
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• pp.16-21
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• 2012

본 연구에서는 70MPa의 충전압력을 갖는 110L 수소연료 저장탱크에 대한 강도안전성을 FEM으로 해석하였다. 6061-T6 알루미늄 라이너의 외벽면에는 Toray의 T800-24K와 T700-12K, 그리고 Mitsubishi Ray의 MR60H-24P 탄소섬유를 사용하여 와인딩한 복합소재 연료탱크의 강도안전성을 미국의 DOT-CFFC와 KS의 안전규격으로 고찰하였다. 70MPa용 수소가스탱크의 응력강도에 대한 FEM 해석결과에 의하면, 거의 유사한 소재특성을 갖는 Toray의 T800-24K와 Mitsubishi Ray의 MR60H-24P는 70MPa의 수소연료 저장탱크를 제조하는데 사용해도 안전한 것으로 나타났다. 반면에, Toray의 T700-12K는 70MPa의 충전압력을 갖는 복합소재 저장탱크를 제조하기에는 강도안전성을 보장할 수 없으므로 60MPa 이하의 수소연료 복합소재탱크 제조를 권장한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.8-16
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• 2024

수소는 매우 낮은 밀도를 갖기 때문에 화석연료와 동일한 수준의 에너지량을 저장하기 위해서는 기존과 다른 저장방식이 요구된다. 수소의 밀도를 높이는 방법으로는 수소를 액화하여 저장하는 방법이 있다. 하지만, 수소의 액화온도는 -252 ℃의 극저온이기 때문에 외부 열 유입에 의해 쉽게 기화된다. 액체수소가 기화되면 탱크 내부의 압력이 증가되는 자가증압 현상을 발생하므로, 탱크 설계 시 이 상승하는 압력을 잘 예측해야 한다. 따라서, 본 논문에서는 극저온 액체수소 연료탱크의 액체수소 충전 비율에 따른 내부 압력을 예측하였다. 탱크 내부의 압력 상승을 예측하기 위하여 1차원 열역학적 모델을 적용하였다. 열전달 모델은 열 유입, 액체수소의 기화, 연료 배출에 현상이 고려되었다. 최종적으로 연료탱크 내의 액체수소의 충전 비율에 따라 압력 상승 거동과 최대 상승 압력에 큰 차이가 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.477-481
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• 2010

회전익 항공기의 연료탱크는 피탄 시 기체 및 승무원의 생존성 확보를 위하여 연료누설을 차단하는 자기밀폐기능과 충돌 및 전복에 대처하기 위한 내 충돌성이 대표적으로 요구된다. 그 중 자기밀폐 기능은 연료탱크 피탄 시 내부에 적층된 자기밀폐 소재가 누설되는 연료와의 접촉을 통해 급속한 부피팽창을 일으켜 연료누설을 감소시켜주는 역할을 함으로써 군용 회전익기의 생존성을 향상시킨다. 본 연구는 미군사규격(MIL-DTL-27422D) 기준으로 국내에서 수행한 회전익 항공기의 연료탱크 내탄성능 시험평가 결과를 제시한다.