• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.262-267
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• 2017

LNG 운반선용 구형 탱크의 제작을 위해서는 탱크의 크기에 따라 별도의 공장 설비가 필요하며 시설 투자의 한계로 인해 현실적으로 조선소에서 다양한 크기의 완전 구형 LNG 탱크를 제작하는 것은 매우 어려운 일이다. 다양한 용량의 LNG 탱크 제작을 위해서는 기존 구형 탱크의 중앙부에 원통 형태의 확장부를 삽입하여 적재 용량을 키우는 방법이 효과적이다. 본 연구에서는 원통 확장부를 갖는 구형 LNG 탱크에 대하여 수평 가속도에 의한 동적 압력분포 산출식을 유도하였다. 본 논문에서 유도한 압력 분포 산출식을 이용함으로써 원통 확장부를 갖는 구형 탱크를 화물창 형식으로 하는 LNG 운반선의 구조설계 시 구조 안전성 평가를 위한 동적 설계하중을 간편하게 구하여 해석에 적용할 수 있다. 또한, 이미 개발되어 있는 원통 확장부를 갖는 구형 LNG 탱크의 정적 하중에 대한 설계하중 산출식과 결합함으로써 정적 및 동적하중을 모두 고려한 정도 높은 간이해석법의 개발이 가능하며, 이를 통해 초기 견적 시 많은 시간과 비용을 소요하는 유한요소 해석을 대신하여 짧은 시간에 정도 높은 물량 산출이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.10-21
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• 1995

본 논문에서는 설계자에게 보다 많은 정보를 제공할 수 있는 다목적함수 최적화방법을 이용하여 선박의 주요치수를 최적화하였다. 최적화에서 운항비와 건조비가 경제성에 미치는 영향을 보다 상세히 분석하기 위하여, 건조비와 운항비를 각각의 목적함수로 하여 다목적함수 최적화를 수행하였고, RFR은 종속함수로 계산하여 변화경향을 분석하였다. 최적화를 위한 설계모델로는 운항거리가 비교적 긴 항로에 대하여, 선속이 빠르며 다른 선종에 비하여 건조비가 높은 액화천연가스 운반선을 대상으로 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.583-592
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• 2005

The turbulent free surface flow around a self-propelled KRISO 138K LNG Carrier is numerically simulated using the finite volume based multi-block RANS code, WAVIS developed at HRISO. The realizable k-$\varepsilon$ turbulence model with a wail function is employed for the turbulence closure. The free surface is captured with the Level-Set method and body forces are used to model the effects of a propeller without resolving the detail blade flow. In order to obtain an accurate free surface solution and stable convergence, the computations are executed with a proper fine grid refinement around the free surface and with an adoption of implicit discretization scheme for the Level-Set formulation. The computed velocity vectors at the several stations and wave patterns show a good agreement with the experimental results measured at the KRISO towing tank.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.650-658
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• 2009

Two dimensional sloshing phenomena in regularly excited liquid cargo tank are numerically simulated with finite difference method. Navier-Stokes equations and continuity equation are computed for this study. The free-surface is determined every time step satisfying kinematic boundary condition using marker-density method. And the exciting force is treated by adding the acceleration of the tank to source term. The results are compared with other existing experiment results. And the comparison results show a good agreement. The sloshing phenomena in the tank of the 138K LNG carrier in sway motion is simulated with present calculation methods in low filling level. To find the relations between impact pressure and excitation condition, the calculations are performed in various amplitudes and periods. The averaged maximum pressures are compared each other.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1069-1075
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• 2012

레이저는 고밀도 열원으로써, 입열을 최소화하면서 고속용접이 가능한 장비이다. 특히 최근 상업화된 고출력 파이버 레이저는 특유의 발진원리 때문에 높은 빔품질과 소형화된 시스템이 가능하다. 이러한 장점들로 인해 파이버 레이저는 LNG 카고탱크에 대해 선박 내부에서 용접이 가능한 가장 적합한 열원이라고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 선박산업에 레이저 용접기술을 적용하기 위해 파이버 레이저를 이용하여 LNG 선용 스테인리스강의 용접을 진행하였다. 연구에서 사용한 재료는 카고탱크에 사용되고 있는 오스테나이트계 스테인리스강인 두께 1.2mm의 STS304L였다. 레이저 출력 및 용접속도를 변화시켜가면서 겹치기 및 맞대기 용접을 실시한 후 용입특성을 분석하여 최적의 접합조건을 도출하였다. 그 결과 용접부에서 모재보다 우수한 기계적 성질을 얻을 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제35권3호
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• pp.82-87
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• 2017

Recent trends in shipbuilding and offshore industries are a huge increase in the ship size and the exploration and production of oil and natural gas in the arctic offshore region. High performance steel plates are required by these industrial trends. Also in IMO(International Maritime Organization) has begun to regulate of fuel of ship to environmental protection, therefore it is little bit difficult to use bunker-C oil to working ship. As the problem of environmental change such as global warming is emerged, the operation of the ship is considered to be involved in the environmental change problem, and the regulation of environmental pollution is gradually strengthened. As these environmental regulations are strengthened demand for LNG fuel ships is rapidly increasing. Currently, cryogenic steels used in LNG tanks include aluminum alloy, SUS 304, and 9%-Ni steel. Those steels are has high cost to construction of large LNG carrier. The new materials were suggested several steel mills to decrease construction cost and easy construction. The new cryogenic steel should be evaluate safety to applied real structure include LNG ship. Therefore, in this study, fracture toughness of weld joints were investigated with cryogenic steel for application of LNG tank.

• 한국해양공학회지
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• 제24권5호
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• pp.16-21
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• 2010

During the loading/offloading operation of a liquefied natural gas carrier (LNGC) that is moored in a side-by-side configuration with an offshore plant, sloshing that occurs due to the partially filled LNG tank and the interactive effect between the two floating bodies are important factors that affect safety and operability. Therefore, a time-domain software program, called CHARM3D, was developed to consider the interactions between sloshing and the motion of a floating body, as well as the interactions between multiple bodies using the potential-viscous hybrid method. For the simulation of a floating body in the time domain, hydrodynamic coefficients and wave forces were calculated in the frequency domain using the 3D radiation/diffraction panel program based on potential theory. The calculated values were used for the simulation of a floating body in the time domain by convolution integrals. The liquid sloshing in the inner tanks is solved by the 3D-FDM Navier-Stokes solver that includes the consideration of free-surface non-linearity through the SURF scheme. The computed sloshing forces and moments were fed into the time integration of the ship's motion, and the updated motion was, in turn, used as the excitation force for liquid sloshing, which is repeated for the ensuing time steps. For comparison, a sloshing motion coupled analysis program based on linear potential theory in the frequency domain was developed. The computer programs that were developed were applied to the side-by-side offloading operation between the offshore plant and the LNGC. The frequency-domain results reproduced the coupling effects qualitatively, but, in general, the peaks were over-predicted compared to experimental and time-domain results. The interactive effects between the sloshing liquid and the motion of the vessel can be intensified further in the case of multiple floating bodies.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.374-387
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• 2021

Basic design of 3 MWth chemical looping combustion system for LNG combustion and steam generation was conducted based on the mass and energy balance and the previous reactivity test results of oxygen carrier particles. Process configuration including fast fluidized bed (air reactor), loop seal and bubbling fluidized bed (fuel reactor) was confirmed and their dimensions were determined by mass balance. Then, the external fluidized bed heat exchanger (FBHE) was adopted based on the energy balance to extract heat from the system. The optimum reactor design and operating condition was confirmed with sensitivity analysis by modifying system configuration based on the mass and energy balance.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.78-85
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• 2020

멤브레인(membrane) LNG 운반선 화물창(cargo containment)의 공사 작업대인 비계 시스템(scaffolding system)은 다양한 형상의 부재들로 구성된 대형 트러스 구조물이다. 비계 시스템의 설치 기간 및 공정을 단축하기 위해서는 모듈의 탑재 단위를 기존의 2단에서 8단으로 대형화하는 것이 매우 효과적이다. 모듈이 대형화하여 탑재 하중이 증가하면 메인 수직 파이프를 연결해주는 핀(pin)과 홀(hole) 주위의 국부 응력 증가가 예상되므로 구조안전성을 확보하기 위한 사전 평가가 중요하다. 본 연구에서는 인장강도 시험을 통해 파손 취약 부위를 확인하고 이에 대한 구조 안전성을 정량적으로 검토하기 위해 접촉 응력 해석을 수행하였다. 인장강도 시험을 통해 최상부의 수직 방향 파이프에 발생하는 평균 하중 부근에서 홀의 변형이 육안으로 관찰되었으며, 홀 주위의 응력 크기는 접촉 응력 계산을 통해 확인하였다. 접촉 문제를 Herzian 접촉 응력 관점에서 접근하였고, 핀과 홀을 포함하는 부분의 재료 항복강도와 접촉 응력의 비교를 통해 8단 탑재의 가능성을 검토하였다. 결과로서, 기존 재료의 비계를 이용한 8단 탑재 방안은 부적합함을 확인하였으며, 파손 취약 부위에 대한 정량적 구조평가 결과를 바탕으로 8단 탑재 시의 구조안전성 확보를 위한 방안들을 제시하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권5호
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• pp.349-355
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• 2016

Divinycell, which functions as both insulation and a supporting structure, is generally applied in the NO96-type liquefied natural gas (LNG) insulation system. Polymer-material-based Divinycell, which has a high strength and low weight, has been widely used in the offshore, transportation, wind power generation, and civil engineering fields. In particular, this type of material receives attention as an insulation material because its thermal conductivity can be lowered depending on the ambient temperature. However, it is difficult to obtain research results for Divinycell, even though the component materials of the NO96-type LNG cargo containment system, such as 36% nickel steel (invar steel), plywood, perlite, and glass wool, have been extensively studied and reported. In the present study, temperature and strain-rate dependent compressive tests on Divinycell were performed. Both the quantitative experimental data and elastic recovery are discussed. Finally, the mechanical characteristics of Divinycell were compared to the results of polyurethane foam insulation material.