• 제목/요약/키워드: 유체 탱크

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교차점 부근의 과도자유표면유동에 미치는 표면장력의 영향 (The Effect of Surface Tension on the Transient Free-Surface Flow near the Intersection Point)

  • 이경중;이기표
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.104-117
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    • 1991
  • 자유표면을 가지는 유체에서 물체가 운동을 하게되면 물체와 자유표면의 교차점 주위에서 유제유동이 매우 급격해진다. 이 유동현상은 부유체의 운동에 따르는 유체유동, 탱크내에서의 슬로싱, 조파기 문제, 물체의 입수등 여러문제에서 발생된다. 이 유동은 교차점 주위에서 특이성을 가진다고 알려져 있었으나 Roberts(1987)는 물체의 운동이 충격운동이 아닐 경우에는 특이성이 존재하지 않는다는 것을 밝혔다. 본 논문에서는 표면장력을 고려하여 물체의 운동이 충격운동인 경우에도 특이성을 가지지 않는 해석해를 구하였고, 해의 특성을 조사하여 진동현상에 대한 임계치를 구하여 교차점에서 떨어진 거리가 이 임계치보다 작은 곳에서는 진동현상이 존재하지 않는다는 것을 밝혔다.

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상용 트럭의 공압 브레이크 제동 특성에 미치는 인자에 대한 연구 (Analysis of the Effect of the Parameter on the Air Braking Response Time of Heavy duty Truck)

  • 김진택;조병수;백병준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.8-13
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    • 2014
  • 상용 트럭에서 탑재하고 있는 공압을 이용하는 브레이크 시스템에서 제동시간을 최소화 하기 위해 다양한 인자들에 대한 연구를 진행하였다. 실험 결과와 1차원 유체유동 네트워크 해석코드(FLOWMASTER) 결과와 비교하기 위하여 실험 지그를 제작하였다. 밸브 포트, 파이프 길이, 주변의 열적 환경에 대한 영향에 대해 제동 응답 시간과 압력 감소를 고찰하였다. 또한 탱크 압력에 대한 압력 감소에 대해 상관관계식을 도출하였다.

LNG 저장탱크 종합 열유동 해석프로그램 개발 (Program Development on the Thermofluidodynamic Analysis of LNG Storage Tanks)

  • 김호연;최성희;이정환;박영;하종만;주상우
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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    • pp.683-688
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    • 2001
  • Cryogenic LNG(Liquefied Natural Gas) which is stored in the cylindrical storage tanks of $100,000m^{3}$ has very complex flow phenomena and the changes of thermal properties with exterior conditions and operation mdoes. These complex thermofluid behaviors are affected by the storage, exterior conditions of LNG, design specifications and heat transfer characteristics of tanks, Also, those have influence on the stable storage and supply of LNG in the storage tanks. Thus this study performed the analysis on the 2-D heat transfer of the tank with exterior conditions, on the Cool Down Process in order to cool down the LNG Storage Tank at the initial normal state, and on the Filling Process considered for incoming and rising of LNG. The analysis on the Mixing LNG Storage was studied too. At last, the visualized program on the complex thermofluidodynamic analysis was developed on the basis of the above analyses. The development of this program becomes to be used to the basic design of the commercial tanks as well as to assure technical skill of the analysis on the thermal stability of the stored LNG in the LNG Storage Tank.

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선박 연료탱크 내 가온기의 열유동 및 안전성 평가에 관한 해석 (Study of Heat Transfer and Safety Evaluation for Heating Coils in the Fuel Tank of a Ship)

  • 문진권;박종천;권유홍;유원석;안수환
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.22-30
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    • 2010
  • The fuel tank of a ship is filled with heavy fuel oil (HFO) that has a very high viscosity. In order to inject the HFO into the engine easily, heating coils are usually installed inside the fuel tank to heat the HFO and lower its viscosity. Currently, several different types of heating coils are used, e.g., fin-type, bare-type, drum-type, and shell-and-tube-type. It is well known that the shell-and-tube-type heating coil has good performance and high efficiency. In this study, experiments were conducted to determine the heat transfer efficiencies of three different shell-and-tube-type heating coils. Heat transfer efficiency was evaluated by using FLUENT 6.3.26 software. Also, structural safety was assessed by using ANSYS.simulation software.

접수탱크구조의 진동해석 (Vibration Analysis of a Water Tank Structures)

  • 배성용
    • 동력기계공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.65-70
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    • 2005
  • A liquid storage rectangular tank structures are used in many fields of civil, mechanical and marine engineering. Especially, Ship structures have many tanks in contact with inner or outer fluid, like ballast, fuel and cargo tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these thin walled tanks in contact with fluid near engine propeller are strongly affected by added mass of containing fluid. Therefore it is essentially important to estimate the added mass effect to predict vibration of the tank structures. Many authors have studied vibration of cylindrical and rectangular tanks structures containing fluid. Few research on dynamic interaction among tank walls through fluid are reported in the vibration of rectangular tanks recently. In case of rectangular tanks, structural coupling between adjacent panels and effect of vibration modes of multiple panels on added mass have to be considered. In the present paper, coupling effect between panels of tank structure on added mass of containing fluid, the effect of structural constraint between panels on each vibration mode for fluid region have investigated numerically and experimentally.

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복수 평판으로 이루어진 접수 탱크 구조물의 진동 특성에 관한 연구 (A Study on Vibration Characteristics in Water Tank with Multi-panels)

  • 배성용
    • 동력기계공학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.67-74
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    • 2010
  • Many tanks are installed in ship and marine structures. They are often in contact with inner or outer fluid, like ballast, fuel and cargo tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these thin walled tanks in contact with fluid near engine and propeller are strongly affected by added mass of containing fluid. Therefore it is essentially important to estimate the added mass effect to predict vibration of the tanks. Many authors have studied vibration of cylindrical and rectangular tanks containing fluid. Few research on dynamic interaction among tank walls through fluid are reported in the vibration of rectangular tanks recently. In case of rectangular tanks, structural coupling between adjacent panels and effect of vibration modes of multiple panels on added mass have to be considered. In the previous report, A numerical tool of vibration analysis of a 3-dimensional tank is developed by using finite element method for plates and boundary element method for fluid region. In this paper, the coupling effect between panels of a tank on added mass of containing fluid, the effect of structural constraint between panels on each vibration mode for fluid region and mode characteristics in accordance with changing breadth of the plates are investigated numerically and discussed.

레벨셋법을 이용한 2 차원 사각 탱크 내부의 슬로싱 특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Sloshing Characteristics in a Two-dimensional Rectangular Tank Using the Level Set Method)

  • 윤현식;이정민;전호환;이현구
    • 대한조선학회논문집
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    • 제45권2호
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    • pp.132-143
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    • 2008
  • The sloshing phenomena in a two-dimensional rectangular tank are investigated using a level set method based on finite volume method. The code validations are performed by comparing between the present results and previous numerical results, which gives a good agreement. We present the streamlines pattern, free surface shape, maximum free surface elevation and pressure fluctuation patterns in the tank under the pitch and surge motions with various frequencies. These two different motions cause the different flow structures in the tank. The time variations of surface elevation and pressure at the different locations in the tank strongly depend on the exciting frequency of tank moving.

유체-구조물 상호작용을 고려한 직사각형 액체저장탱크의 단순해석법 (Simplified Analysis of Rectangular Liquid Storage Tanks Considering Fluid-Structure Interaction)

  • 이진호;조정래
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.203-209
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    • 2022
  • A simplified method for earthquake response analysis of a rectangular liquid storage tank is proposed with fluid-structure interaction considered. In order to simplify the complex three-dimensional structural behavior of a rectangular liquid storage tank, it is assumed that structural deformation does not occur in the plane parallel to the direction in which the earthquake ground motion is applied but in the plane perpendicular to the direction. The structural deformation is approximated by combining the natural modes of the simple beam and the cantilever beam. The hydrodynamic pressure, the structure's mass and stiffness, and the hydrodynamic pressure's added mass are derived by applying the Rayleigh-Ritz method. The natural frequency, structural deformation, pressure, effective mode mass, and effective mode height of the rectangular liquid storage tank are obtained. The structural displacement, hydrodynamic pressure, base shear, and overturning moment are calculated. The seismic response analysis of an example rectangular liquid storage tank is performed using the proposed simplified approach, and its accuracy is verified by comparing the results with the reference solution by the finite element method. Existing seismic design codes based on the hydrodynamic pressure in rigid liquid storage tanks are observed to produce results with significant errors that cannot be ignored.

제501 오룡호 침몰사고 원인분석을 위한 침수·침몰 시뮬레이션 연구 (A Study on Flooding·Sinking Simulation for Cause Analysis of No. 501 Oryong Sinking Accident)

  • 이재석;정현섭;오재호;이상갑
    • 한국항해항만학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.451-466
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    • 2017
  • 원양어선 제501 오룡호는 황천 중인 베링해에서 조업 후 피항하던 중 개구부를 통한 침수로 인하여 침몰하였으며 많은 선원들이 사망하고 실종되었다. 본 연구에서는 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석기법의 고도 정밀 M&S(highly advanced Modeling & Simulation) 시스템을 사용하여 실선 침수 침몰 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고의 과정을 정확하고 과학적으로 분석하고자 하였다. 베링해 침몰사고 시의 기상 및 해상상태를 객관적으로 확보하기 위하여 침몰사고 지역의 시간대별 기상 및 해상 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고 당시 파랑과 강풍 등을 분석하고, 불규칙 파랑과 강풍 스펙트럼을 사용하여 구현하였다. 사고선박의 선체 도면 등을 통하여 선박의 선형, 배치 및 중량 분포와 외부 해수 침수 개구부 및 선내 침수 경로를 분석하고 주요 탱크들의 용적과 그들의 중량 분포를 추정하여 침수 침몰 시뮬레이션을 위한 시나리오를 작성하고, 사고선박의 전선과 유체(공기 및 해수)를 상세 모델링을 하였다. 본 연구를 통하여 침수 침몰사고는 단순한 복원성의 부족으로 인한 일반적인 전복 침몰사고와는 다소 차이가 있다는 것도 확인할 수 있었다.

CFD를 이용한 진공가압함침공정 내 유해가스 배출시스템 설계 (Design of Hazardous Fume Exhaust System in Vacuum Pressure Impregnation Process Using CFD)

  • 장준규;유엽;박현도;문일;임백규;김정환;조형태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권4호
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    • pp.521-531
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    • 2021
  • 진공가압함침공정(Vacuum Pressure Impregnation, VPI)은 발전기, 전동기 등 대형 회전기에 사용되는 고정자 권선에 에폭시 계열의 레진을 코팅시켜 물성을 강화하는 공정이다. VPI 공정 중 진공과 가압과정에서 에폭시 레진의 기화에 의해 레진 가스가 발생하고, 함침공정이 끝나고 경화를 위해 탱크 개방 시 레진 가스가 제거되지 않고 탱크 밖으로 유출된다. 유출된 레진 가스가 작업장 전체에 확산 시 화재, 폭발 및 호흡기 문제와 같은 안전 환경 문제가 있으므로 공정 내 레진 가스 배출시스템이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 VPI 공정에서 발생한 레진 가스를 배출하는 시스템을 설계하기 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 이용하여 공기 유입구·배출구의 위치에 따른 배출효율에 대한 사례연구를 진행하였다. 본 연구의 최적의 배출시스템을 활용 시 1,800초 이내 90%이상의 레진 가스를 배출할 수 있으며, 레진 가스의 폭발하한계(Low Explosive Limit, LEL)이하로 레진 가스의 분율을 낮출 수 있었다.