• 한국가스학회지
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• 제17권2호
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• pp.85-89
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• 2013

한국형 LNG선 화물창(KC-1)의 개발은 LNG선의 핵심기술인 화물창시스템의 원천기술을 확보하여 외화절감 및 조선 산업의 경쟁력을 높이는데 그 목적이 있다. 화물창 내부의 액체가 선박의 모션에 의해 생기는 슬로싱 충격 하중에 대한 LNG선의 화물창의 구조 안전성 평가는 중요한 설계 요소가 되었다. 슬로싱 현상에 의한 구조 안전성을 평가하는 가장 이상적인 방법은 유체 영역과 화물창 구조의 상호 작용을 완벽하게 구현하는 것이다. 그러나 유체-구조 연성해석은 방대한 계산 시간과 결과의 정확성을 보장하기 어렵기 때문에 불규칙적인 슬로싱 압력을 삼각파의 형태로 이상화하여 구조 안전성을 평가하였다. 따라서 본 연구에서는 슬로싱 압력은 15/1000초 동안에 최대 10bar의 압력으로 가정한 삼각파로 고려하였고, 해석 결과 한국형 LNG선 화물창(KC-1)의 보냉 판넬은 슬로싱 하중에 대해 구조적으로 건전한 것으로 평가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.193-200
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• 2011

본 연구를 통해 superlite라 불리는 단열 파우더를 채용한 NO96 멤브레인 타입 LNG선 단열 화물창의 만선항해 시 LNG의 BOR(Boil-Off Rate) 예측모델을 제시하였다. LNGCC(LNG Cargo Containment)의 비정상상태 열전달 FEM모델은 만선항해 시 대기 및 해수 조건을 반영하고 복잡한 화물창 단열구조에 균질화 기법을 적용하여 구축하였다. BOR은 만선항해중 LNGCC 내부로 침입하는 총 열량을 이용하여 평가되었으며, 주요 변수에 따른 BOR의 변화는 파라메트릭 열전달해석을 통하여 분석하였다. 그리고 파라메트릭 BOR 특성해석 결과를 토대로 LNG선의 탱크 크기, 단열층의 두께 그리고 superlite의 열전도율을 함수로 하는 BOR 예측모델을 유도하였다. 비선형 과도 열전달해석을 통해 직접 구한 BOR과의 비교를 통해 유도한 예측모델은 최대 1% 이내의 상대오차를 나타내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.726-734
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• 2008

While the structural safety assessment of Cargo Containment System(CCS) in membrane type LNG carriers has to be carried out in consideration of sloshing impact pressure, it is very difficult to figure out its dynamic response behaviors due to its very complex structural arrangements/materials and complicated phenomena of sloshing impact loading. For the development of its original technique, it is necessary to understand the characteristics of dynamic response behavior of CCS structure under sloshing impact pressure. In this study, for the exact understanding of dynamic response behavior of CCS structure in membrane Mark III type LNG carriers under sloshing impact pressure, its wet drop impact response analyses were carried out by using Fluid-Structure Interaction(FSI) analysis technique of LS-DYNA code, and were also validated through a series of wet drop experiments for the enhancement of more accurate shock response analysis technique. It might be thought that the structural response behaviors of impact response analysis, such as impact pressure impulses and resulted strain time histories, generally showed very good agreement with experimental ones with very appropriate use of FSI analysis technique of LS-DYNA code, finite element modeling and material properties of CCS structure, finite element modeling and equation of state(EOS) of fluid domain.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.735-749
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• 2008

For the development of the original technique of structural safety assessment of Cargo Containment System(CCS) in membrane type LNG carriers, it is necessary to understand the characteristics of dynamic response behavior of CCS structure under sloshing impact pressure. In the previous study, the wet drop impact response analyses of CCS structure in membrane Mark III type LNG carriers were carried out by using Fluid-Structure Interaction(FSI) analysis technique of LS-DYNA code, and were also validated through a series of wet drop experiments for the enhancement of more accurate shock response analysis technique. In this study, the characteristics of structural shock response behaviors of CCS structure were sufficiently figured out by careful examinations of the effects of specimen weight, drop height, incident angle, corrugation and stiffness of inner hull on its shock response behaviors. The shock response analysis of upward shooting fluid to inner hull was performed, and the reason of faster strain response than shock pressure one was also figured out.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.98-106
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• 1998

멤브레인형 가스운반선의 경우 화물창들 사이에 cofferdam을 두어 격리시키고 있는데 이 경우 극 저온 액체 화물의 영향으로 cofferdam 실내 온도는 약 $-40^{\circ}C$내외로 떨어지게 된다. 그 결과 cofferdam 및 화물창을 구성하는 bulkhead는 구조 부재로서의 허용 강도를 만족하는 온도를 유지할 수 없게 된다. 결국 heating system을 사용하여 cofferdam 실내 온도를 최소한 $5^{\circ}C$까지 올려야 하는데, 소요 pipe의 길이 산정을 위한 heat flux 산출과 pipe의 배치가 우선적으로 요청된다. 본 연구에서는 다양한 설계 조건에서의 cofferdam 내 heat flux를 각 compartment들 간의 연성 효과를 고려하여 구하고 이를 기존 계산서들과 비교 검토하여 그 타당성을 검증하였고 이를 토대로 heating system에 필요한 pipe의 길이를 산정하였다. 아울러 현재의 heating system의 대안으로 fin을 부착한 pipe로 구성된 heating coil system을 제시하고 그 효율을 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.429-438
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• 2011

본 논문에서는 Membrane형 LNG선의 구성 요소를 대상으로 단열창의 열적 분포를 알아보기 위해 극저온 상태에서부터 온도 별로 각 소재의 열적 물성치인 열전도도(thermal conductivity)를 실험을 통해서 알아보았다. 극저온 상태인 $-163^{\circ}C$의 온도상태로 유지되어야 하는 LNG선 화물탱크는 단열재료로 하여금 열을 차단하기 위해 많은 연구가 되어야 하는데 특히 여러 재료로 구성되어 있는 단열 화물창(CCS: Cargo containment system)은 열적 물성치가 온도에 따라 각각 어떠한 값을 가지는 것이 주요 관심대상이고, 이를 통해 전체 LNG 단열 화물창이 어떤 열적 분포를 가지는 것에 대한 연구가 필요하다. 실험을 통해 얻은 물성치를 가지고 전체 화물창의 온도분포를 정적 열해석을 통해 알아보았다. 또한 외부의 충격에 의해 LNG가 누수되었을때 2차 방벽 특히 hull 부분에서는 누수량에 대해서 어떠한 온도분포와 열적 안전성에 대해서 알아보았다.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권10호
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• pp.659-664
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• 2009

LNG선의 건조 동향을 보면 2003년을 기점으로 하여 기하급수적으로 증가하기 시작 하였으며, 2008년을 기점으로 하여 그 건조량은 감소하는 추세이나 건조 선박 중 많은 부분이 재액화 시스템이 장착된 대형 LNG선박으로 대형 LNG선은 216K급의 Q-Flex급, 260K급의 Q-Max급이 주를 이루고 있다. 이러한 LNG선박의 대형화는 LNG선의 화물창 보온 설계 기준인 BOR(Boil Off Rate) 0.15%를 기준해서 상대적으로 많은 양의 BOG가 발생하게 되었으며 선박의 주 추진기관의 연료로 사용 하더라도 잉여 가스가 남게 되어 화물탱크의 압력상승을 막기 위해서는 BOG를 재 액화하여 화물탱크로 반송하거나 소각하는 방법 등으로 처리하지 않으면 안 되게 되었다. 이러한 이유로 인하여 206K(206,000m3)급 이상의 대형 LNG 선박에서는 필수적으로 LNG 재액화 시스템을 탑재하도록 설계를 하게 된다. 본 연구에서는 현재 개발 되어 운항선에 적용되고 있는 여러 가지 LNG 재액화 시스템의 사이클 성능을 동일한 기기 조건하에서 해석함으로써 각각의 장단점을 비교하여 LNG선박의 설계 및 운항 시 재 액화 시스템의 최적화 방안을 제시하고자 한다.