• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.13-17
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• 2003

LNG 저장탱크의 주요 구조인 멤브레인은 LNG 누설을 방지하기 위하여 설계되었다. 멤브레인 유닛은 $-162^{\circ}C$의 액화시킨 LNG의 접촉에 따라 발생하는 가스압, 액압, 그리고 열하중을 지지하도록 설계되므로 멤브레인 구조의 강도를 실험적 방법을 이용하여 측정하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 상용 전기저항식 스트레인 게이지와 자체적으로 제작한 기계적 열 변형 측정 장치를 이용한 변형 측정 시스템을 제안하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.238-241
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• 2003

터보펌프식 기체 공급계의 액체산소 탱크는 저압이 유지됨에 따라 탱크 내에서 추진제의 기화가 활발히 이루어지게 되며, 이러한 경향은 가압 기체의 온도가 높아짐에 따라 커지게 된다. 가압헬륨의 충진량을 결정하기 위해서는 이에 대한 정밀한 해석이 필요하다. 본 연구에서는 탱크내의 유동현상을 이상유동(two phase flow) 형태로 모델링 하여 탱크 내에서의 액체산소의 증발현상에 대하여 고찰하고 가압기체 온도 및 표면 열전달 계수에 따른 필요 헬륨 가스량을 예측한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.401-404
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• 2008

Pressurization system in a liquid-propellant launcher supplies the controlled gas into the ullage volume of propellant tanks to feed propellants to combustion chamber by pressurizing propellants stored in propellant tanks. The ullage part of propellant tank should be constantly pressurized to supply the propellants stored in propellant tanks to turbo-pump or combustion chamber by pressurant pressurization system. Pressurant used to pressurize propellants is generally stored in a series of tanks at cryogenic temperature and high preassure inside an oxidizer tank. The reason is to store the quantity of pressurant as much as possible and to make pressurant tanks as small as (i.e. as light as) possible. However for test convenience pressurant tank is located at STP (standard temperature and pressure) environment in this study. Orifices are widely adapted to several pressurization systems in liquid rocket propulsion systems. Discharge coefficients of orifices are essentially needed for the optimized design of pressurization system in liquid rocket propulsion system. For this study gaseous nitrogen was served as pressurant and rounded entry orifices were employed. The forty-two (42) rounded entry orifices (the radii of curvatures are 0.5 and 1.0) have been tested experimentally in the supersonic flow region. The discharge coefficients of rounded entry orifices with inside diameters ranging from about 1.4 to 5.0mm was measured with 0.95 ${\sim}$ 0.99.

• 한국가시화정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.11-19
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• 2024

We performed numerical simulations on a C-type liquid hydrogen (LH2) storage tank for commercial vehicles to reduce evaporation rates by manipulating vortical structures. Owing to external heat, natural convection occurs inside the tank, leading to the enhanced evaporation of LH2. We observed that the regions of high magnitude vorticity correlate with those of high evaporation rates. Specifically, vortical structures in the side section area show higher vorticity magnitude and evaporation rates compared to those in the midsection area. To suppress these vortical motions, we installed an array of ribs at intervals corresponding to the mean diameter of the vortical structures. As a result, the area occupied by vortical structures in the side section area decreased, leading to a reduction in evaporation speed by approximately 2.3 times. This study elucidates the internal evaporation mechanism in storage tanks from the perspective of flow structures and potentially contributes to minimizing the boil-off rate in cryogenic storage tanks.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.590-593
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• 2010

추진제를 추진제 탱크에 충전하는 과정은 발사 준비 과정에서 중요한 역할을 하며, 추진제 충전량의 정확도는 발사체 전체 무게와 관련되어 있다. 발사체에 사용되는 추진제 중에는 액체산소와 같은 극저온 추진제도 사용되며, 극저온 추진제는 탱크 내의 환경에 따라 쉽게 액상에서 기상으로 변화된다. 따라서 추진제 탱크 내의 추진제 표면 주위에서 추진제 수위를 판별할 수 있는 액상과 기상의 경계면을 명확하게 파악 할 수 있는 수위 측정시스템이 필요하다. 본 연구에서는 정전용량형 3전극 원리를 이용한 측정시스템의 제작과정과 예비시험을 통하여 액체의 높이가 변화할 때 전기신호가 변화되는 것을 확인하였다. 시험 결과로부터 물의 높이 변화에 비례하게 전압이 선형적으로 증감하는 경향을 파악하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권2호
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• pp.52-61
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• 2001

[ $100,000m^3$ ] 규모의 원통형 탱크에 저장되어 있는 초저온의 액화천연가스는 외부조건 및 운전모드에 따라 복잡한 유동양상과 열물성 변화를 보인다. 이런 현상은 LNG의 저장 및 운전조건과 탱크의 설계사양 및 열전달 특성에 크게 영향을 받으며, 또한 저장탱크내 LNG의 안정적 저장 및 공급에 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 연구에서는 LNG 저장탱크의 외부조건에 따른 2차원 열전달 해석, 시운전시 초기 상온상태의 LNG 저장탱크를 냉각하기 위한 Cool Down 프로세스, 그리고 탱크내 LNG의 유입 및 상승을 고려한 주입프로 세스의 해석을 수행하였다. 또한, 혼합 LNG 저장에 대한 해석도 수행하였다. 이런 LNG저장탱크내의 전반적인 열유동에 대한 해석을 토대로 가시화된 종합적인 열유동 해석프로그램을 개발하였다. 본 프로그램의 개발은 탱크내 저장된 LNG의 열적 안정성 해석의 기술력 확보뿐만 아니라 실탱크의 기본설계에 이용할 수 있게 되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.641-649
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• 2023

This study analyzes the cool-down process of liquid hydrogen storage tanks, which have advantages in terms of large-capacity transfer, storage, and utilization as hydrogen demand increases. A hydrogen liquefaction plant is selected for analysis and an efficient tank cooling method is sought by comparing the time required for the cool-down process with the gas consumption in connection with the gassing-up process required for the operation of the liquid hydrogen storage tank. The results of this study can be referred to in the operation process after the initial start-up and maintenance of the hydrogen liquefaction plant.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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• pp.239-245
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• 2005

The reduction of heat transfer rate to the stored liquid hydrogen from outside condition is extremely important to keep the liquid hydrogen longer. In this paper the highly efficient support system for the liquid hydrogen storage vessel was newly developed and analysed. The support system was composed of a spherical ball in the center of supporter to reduce the heat transfer area, with its above and below supporting blocks which are the SUS and PTFE blocks inserted in the SUS tube. The heat transfer rate and temperature distribution of the support system were evaluated by FLUENT, and the thermal stress and strain were estimated by ANSYS software. The results showed that the heat transfer rate from outer vessel to inner one was extremely decreased compared with the common method which is simply SUS tubes inserted between inner and outer tanks. The thermal stress and strain were obtained well below the limited values. As a result, it was the most efficient support system of storage vessel for liquid hydrogen and most cryogenic fluids.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.189-199
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• 2011

Austenite stainless steel(ASS), aluminum alloy and nickel steel alloy are the most widely used in many cryogenic applications due to superior mechanical properties at low temperature. The Face-Centered Cubic(FCC) and Hexagonal Close-Packed(HCP) materials are used for the primary and secondary insulation barrier of Liquefied Natural Gas(LNG) carrier tank and various kinds of LNG applications currently. In this study, tensile tests of ASS, aluminum alloy and nickel steel alloy were carried out for the acquisition of quantitative mechanical properties under the cryogenic environment. The range of thermal condition was room temperature to $-163^{\circ}C$ and strain rate range was 0.00016/s to 0.01/s considering the dependencies of temperatures and strain rates. The comprehensive test data were analyzed in terms of the characteristics of mechanical behavior for the development of constitutive equation and its application.

• 한국추진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.9-17
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• 2007

기체공급계 추진제공급시스템의 재순환배관에 대하여 성능시험을 수행하였다. 극저온 추진제로 액체 산소를 사용하고 재순환촉진용 분사가스로는 헬륨을 사용하여 탱크 얼리지가 대기압 상태인 경우와 4 bars로 가압된 경우에 대하여 시험하였다. 자연재순환의 발생여부와 헬륨분사량에 따른 액체산소의 재순환량 변화 및 배관 내부 온도분포를 파악하였고, 주어진 규격의 배관시스템에 대한 적정 헬륨분사량과 터보펌프 전단의 추진제 온도상승 정도를 살펴보았다. 시험데이터를 이용하여 재순환배관의 성능계산을 위한 프로그램을 작성하고 시험과 계산결과를 비교하였다.