• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권4호
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• pp.1130-1147
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• 2014

Large size ships have a very flexible construction resulting in low resonance frequencies of the structural eigen-modes. This feature increases the dynamic response of the structure on short period waves (springing) and on impulsive wave loads (whipping). This dynamic response in its turn increases both the fatigue damage and the ultimate load on the structure; these aspects illustrate the importance of including the dynamic response into the design loads for these ship types. Experiments have been carried out using a segmented scaled model of a container ship in a Seakeeping Basin. This paper describes the development of the model for these experiments; the choice was made to divide the hull into six rigid segments connected with a flexible beam. In order to model the typical feature of the open structure of the containership that the shear center is well below the keel line of the vessel, the beam was built into the model as low as possible. The model was instrumented with accelerometers and rotation rate gyroscopes on each segment, relative wave height meters and pressure gauges in the bow area. The beam was instrumented with strain gauges to measure the internal loads at the position of each of the cuts. Experiments have been carried out in regular waves at different amplitudes for the same wave period and in long crested irregular waves for a matrix of wave heights and periods. The results of the experiments are compared to results of calculations with a linear model based on potential flow theory that includes the effects of the flexural modes. Some of the tests were repeated with additional links between the segments to increase the model rigidity by several orders of magnitude, in order to compare the loads between a rigid and a flexible model.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권6호
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• pp.1303-1314
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• 2016

This work examines the most viable nuclear technology options for future underwater designs that would meet high safety standards as well as good economic potential, for construction in the 2030-2040 timeframe. The top five concepts selected from a survey of 13 nuclear technologies were compared to a small modular pressurized water reactor (PWR) designed with a conventional layout. In order of smallest to largest primary system size where the reactor and all safety systems are contained, the top five designs were: (1) a lead-bismuth fast reactor based on the Russian SVBR-100; (2) a novel organic cooled reactor; (3) an innovative superheated water reactor; (4) a boiling water reactor based on Toshiba's LSBWR; and (5) an integral PWR featuring compact steam generators. A similar study on potential attractive power cycles was also performed. A condensing and recompression supercritical $CO_2$ cycle and a compact steam Rankine cycle were designed. It was found that the hull size required by the reactor, safety systems and power cycle can be significantly reduced (50-80%) with the top five designs compared to the conventional PWR. Based on the qualitative economic consideration, the organic cooled reactor and boiling water reactor designs are expected to be the most cost effective options.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권5호
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• pp.617-626
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• 2019

본 연구는 가스추진 174K급 LNG 운반선의 가스 압축기실에서 발생하는 가스누출 모사를 통해 가스탐지기의 최적 위치를 분석하였으며, 새로 개정된 IGC 코드에 명시된 안전규정을 만족하는 합리적인 방법도 함께 제안하였다. 가스압축기실에서의 LNG 가스누출 수치해석을 위해, 실제 ME-GI 엔진이 장착된 174K급 LNG 운반선의 압축기실 형상과 장비, 배관의 배치와 같은 치수로 3D 설계되었다. 가스누설에 대한 시나리오는 305 bar의 높은 압력과 1 bar의 낮은 압력을 적용하여 진행하였다. 고압용 핀홀의 크기는 4.5, 5.0, 5.6 mm이고 저압용은 100, 140 mm이다. 해석 결과, 5.6 mm 핀홀(고압)과 100, 140 mm 핀홀(저압) 상태의 누출에 대한 환기평가에서 가연성 가스농도는 심각한 위험이 없음을 확인하였다. 그러나 개정된 IGC 코드에 따라 설치된 압축기실의 가스 감지 센서의 실제 위치는 다른 지점으로 이동해야 하고, 측정 지점이 현 규정에서 요구하는 것보다 더 추가되어야 함을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.529-537
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• 2021

LNG 운반선은 선체와 화물창이 일체형인 멤브레인 타입을 적용한 대형선을 중심으로 건조되어 왔으나, 최근 친환경 연료인 LNG의 수요 증가 및 LNG 벙커링 인프라 확대로, 중소형 운반선에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 중소형 LNG 운반선에 IMO B 형식 탱크를 적용하고 설계의 안정성 및 적합성을 검증하는 것을 목표로 하였고, B 형식 탱크를 적용하는 경우 필수적으로 수반되는 파괴역학 기반의 균열 진전 해석 및 가스 누출을 대비하여 설치되는 부분 2차 방벽의 크기의 결정을 위한 내용을 소개하였다. LNG 운반선 적용에 적용되는 국제 규정인 IGC 코드를 이용하여 설계 수명동안 균열 진전 해석에 적용될 응력 분포를 산정하는 방법을 제시하였고, Paris 법칙과 British Standard 7910 (BS 79110) 기반의 균열 진전 해석 프로그램을 개발하여 표면 균열 진전 해석을 수행하였다. 다음으로 2차 방벽의 크기를 결정하기 위하여, 초기 관통 균열의 크기를 가정할 수 있는 방법론을 제시하고, 균열 감지 후 회항 가능 기간인 15일 동안의 관통 균열 진전 해석을 수행하여 국제 규정에서 요구하는 B 형식 화물 탱크의 안정성 및 적합성을 검증하였다. 더 정확한 피로 균열 진전 해석을 위하여 코드 기반에 더하여 직접 해석을 통한 해석 절차 개발 및 검증이 필요할 것으로 사료된다.