• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.687-693
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• 2016

항공기의 가속도 운동이나 급격한 선회는 연료탱크 내부에서 슬로싱(연료 쏠림) 현상을 발생시킨다. 급격한 기동으로 발생하는 슬로싱 현상은 연료탱크 내부에 장착되는 구성품들에 상당한 하중으로 작용될 수 있다. 심각한 상황에서는 연료탱크 내부 구성품 및 배관의 파손이 발생하여 연료탱크 자체의 찢어짐으로도 이어질 수 있다. 따라서, 슬로싱 현상에 대해 연료탱크 내부 구성품이 구조 건전성을 보유하도록 설계되어야만 승무원의 생존성을 향상시킬 수 있다. 이러한 점을 고려하여 연료탱크 내부 구성품의 설계를 위해서는 구성품에 작용하는 슬로싱 하중의 확보가 선행되어야 한다. 본 논문에서는 회전익 항공기용 연료탱크 내부에서 발생할 수 있는 슬로싱 수치해석을 수행하여 내부 구성품에 작용하는 슬로싱 하중을 고찰하였다. 슬로싱 수치해석을 위해 입자법을 기반으로 하는 유체-구조 연성해석을 수행하였고, 미군사 규격(MIL-DTL-27422D)에서 규정하는 시험조건을 수치해석 조건으로 적용하였다. 수치해석 결과로써 슬로싱 현상에 의해 회전익항공기용 연료탱크 내부 구성품에 작용하는 하중과 최대 등가응력을 분석함으로써 유체-구조 연성해석을 통해 슬로싱 하중을 고려할 수 있는 설계 데이터 확보 가능성을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.77-86
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• 2003

비행체의 선회운동 시 액체연료 저장탱크의 동응답을 ALE(arbitrary Lagrangian-Eulerian) 유한요소법을 이용하여 해석하였다. 연료탱크는 선회운동 시 내부 연료의 관성력에 의해 상당한 양의 충격하중을 받게 된다. 또한 이로 인해 유발된 큰 동 하중과 모멘트는 구조물의 안정성과 제어시스템에 영향을 미친다. 본 논문에서는 내부연료의 동적 영향력을 억제하기 위하여 링형배플을 채용하였다. 배플개수와 배플위치에 따른 연료탱크의 파라메트릭 해석을 통하여 연료탱크의 동응답 특성에 미치는 배플의 영향을 분석하였다. 유체와 구조물 사이의 연계는 ALE 유한요소법을 통하여 정확하고 효과적으로 처리되었다.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.21-27
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• 2009

본 논문은 특별한 주름을 갖는 멤브레인 패널로 제작한 LNG 저장탱크용 예응력 콘크리트(PC) 외부탱크에 대한 강도안전성 연구를 수행하였다. 강도안전성을 유한요소법으로 해석하기 위해 멤브레인 패널로 제작한 내부탱크가 파손되면서 저장된 LNG가 PC 외부탱크로 누설되었다고 가정한다. 본 연구는 누설 LNG에 의해 발생하는 유체정압과 자중량, 온도차 하중, PC 구조물의 자중량, 증발가스 압력에 의해 형성되는 5가지의 복합하중에 대해 외부탱크에 작용하는 응력과 변형거동을 해석하였다. FEM 해석결과에 의하면, 멤브레인으로 제작된 내부탱크로부터 LNG가 누설되어도 200,000$m^3$의 저장용량을 갖는 LNG 외부탱크(PC 콘크리트 구조물)는 충분한 강도안전성을 갖지만, 누설 LNG에 의한 초저온 하중이 더욱 증가하게 되면 PC 외부탱크 구조물의 강도안전성은 계속 떨어지고, 궁극적으로 외부탱크의 붕괴로 발전할 수 있다는 점에 주의해야 한다.

• 대한조선학회지
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• 제31권3호
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• pp.21-24
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• 1994

최근 다루어지고 있는 sloshing에 관한 연구에 대하여 고찰하여 보았다. 탱크내의 유체운동의 추정에 관해서는 수치해석법에 의한 추정에 대하여는 어느 정도의 가능성을 제시하게 되었다. 그러나 구조강도상 중요한 유체충격에 의한 충격압의 추정에 대해서는 새로운 정량적 검토가 필요하다. 즉 수치계산법으로는 한계가 있기 때문에 이를 극복하기 위해서는 경험이나 실험적인 know-how가 있었야만 기대되는 결과를 얻을 수 있을 것으로 본다. 이상에서 외국에서는 이 론해석과 실험을 통한 연구가 병행되어 왔지만은 국내에서는 지금껏 이론에만 의존한 연구가 되어 왔다. 따라서 앞으로는 계속 새로운 계산구성이나 algorithm과 더불어 실험적 검증을 통하여 신뢰 있는 수치유체역학의 개발이 필요하다고 본다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.29-37
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• 2014

Non-Newtonian fluid mechanics takes charge of an important role in the oil industries. Especially in the oil well drilling process, the drilling fluid such as mud keeps the drill bit cool and clean during drilling, with suspending drill cuttings and lubricating a drill bit. The purpose of this study is to examine the effect of fluid mud rheological properties to predict different characteristics of non-Newtonian fluid in the mud mixing tank on offshore drilling platforms. In this paper, ANSYS fluent package was used for the simulation to solve the hydrodynamic force and to evaluate mud mixing time. Prediction of the power consumption and the pumping effectiveness has been presented with different operating fluid models as Newtonian and non-Newtonian fluid. The comparison between Newtonain mud model and non-Newtonian mud model is confirmed by the CFD simulation method of drilling mud mixing tank. The results present useful information for the design of the drilling mud mixing tanks and provide some guidance on the use of CFD tool for such non-Newtonian fluid flow.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.46-52
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• 2003

In ship structures, many parts are in contact with inner or outer fluid as stern, ballast and oil tanks. Fatigue damages can be sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance. Tank structures in ships are in contact with water and the vibration characteristics are strongly affected by the added mass of containing water. Therefore it is important to predict vibration characteristics of tank structures. In order to estimate the vibration characteristics, the fluid-structure interaction problem has to be solved precisely. In the present paper, we have developed a numerical tool of vibration analysis of 3-dimensional tank structures using finite elements for plates and boundary elements for water region. To verify the present analysis, we have made an experiment for vibration characteristics of a tank with elastic opposite panels. And the added mass effect of containing water and the effect of structural constraint between panels are investigated numerically and discussed.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.454-459
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• 2001

The present study is concerned with the flow patterns induced by other impellers in a rectangular tank Impellers are FBT(Flat blade turbine), PBT(Pitched blade turbine), Shroud turbine, Rushton Turbine, and Helical ribbon turbine. The solution of flows in moving reference frames requires the use of 'moving' cell zone. The moving zone approaches are MRF(Multiple reference frame), which is a steady-state approximation and Sliding method, which is a unsteady-state approximation. Numerical results using two moving zone approaches are compared with experiments by Ranade & Joshi, which have done extensive LDA measurements of the flow generated by a standard six-bladed Rushton turbine in a cylindrical baffled vessel. In this paper we simulated the flow patterns with above mentioned moving zone approaches and impellers. Turbulence model is RNG k-$\epsilon$ model.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권10호
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• pp.751-759
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• 2003

The theoretical method is developed to investigate the vibration characteristics of the sloshing and bulging mode for the circular cylindrical storage tank with an annular plate on free surface. The cylindrical tank is filled with an inviscid and incompressible liquid. The liquid domain is limited by a rigid cylindrical surface and a rigid flat bottom. As the effect of free surface waves Is taken into account in the analysis, the bulging and sloshing modes are studied. The solution for the velocity potential of liquid movement is assumed as a suitable harmonic function that satisfies Laplace equation and the relevant boundary conditions. The Rayleigh-Ritz method is used to derive the frequency equation of the cylindrical tank. The effect of Inner-to-outer radius ratio and thickness of annular plate and liquid volume on vibration characteristics of storage tank is studied. The finite element analysis is performed to demonstrate the validity of present theoretical method.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2013년도 특별논문집
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• pp.85-89
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• 2013

In the engine room and the aft body, there are so many fluid tanks such as fresh water tank and oil tank. The vibration analysis for the fluid tank structures has to consider the added mass effect due to the fluid. However, it is known that the result of the fluid tank has the difference according to the boundary condition of the fluid field such as infinite fluid and finite fluid. In this paper, a numerical case study is carried out for the research about the vibration characteristics of the fluid tank with various fluid field. In addition, an experimental study is carried out to verify the validity of the vibration analysis for the fluid tank structure.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.20-25
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• 2015

In this study, there are 6 mixers that are installed in a 600,000 barrel tank. We identified internal flow characteristics of floating roof tank with varying the number of operation from 4 to 6 because mixer is a variable that influence flow characteristics of the tank. And while varying an angle from Right $60^{\circ}$, Right $30^{\circ}$, Left $30^{\circ}$ to Left $60^{\circ}$, we identified internal flow characteristics of the tank. As a result, maximum velocity of flow was 0.02m/s stationarily when we changed the number of operation from 4 to 6. Maximum velocity of flow by change of an angle was from 0.42m/s to 0.47m/s. Therefore, we identified that these factors don't have a great influence on internal flow characteristics of a tank by investigating results with varying the number of operation and an angle.