• 대한조선학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.213-221
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• 2023

The demand for Liquefied Natural Gas (LNG) carriers and LNG-fueled ships has significantly increased in recent years due to the sulfur-oxide emission regulations by the International Maritime Organization (IMO). The main goal of this paper is to introduce the process for the Engineering Critical Assessment (ECA) of IMO independent type-B cargo tanks made from 9% nickel alloy. A methodology proposed by the British Standard was used to conduct ECA for any structure with initial flaws. Based on this standard, a Matlab code was developed to perform ECA. Coarse mesh Finite Element Analysis (FEA) was performed on an independent type-B LNG cargo tank with a capacity of 15,000 m³. The location with the highest development of maximum principal stress was identified at the bottom of the cargo tank. Fine mesh FEA was performed to obtain the stress range required for ECA. The dynamic cargo tank loads used for FEA were determined using some ship rules presented by Det Norske Veritas. As a result of performing a 20-year long-term crack propagation analysis with a semi-elliptical surface crack, the fracture-to-yield ratio exceeded the Fracture Assessment Line (FAL) and some structural reinforcement was necessary. Performing a 15-day short-term crack propagation analysis, the fracture-to-yield ratio remained within the FAL, and no significant LNG leaks were expected. This paper is believed to provide a guide for performing ECA of LNG cargo tanks in the future by providing the basic theory and application sample necessary to perform ECA.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권2호
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• pp.85-92
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• 2016

LNG선의 발라스트 탱크에 해수를 유입할 때 해수에 부유하고 있는 해저면의 머드 입자가 탱크 안으로 유입되고 탱크내에 침전되는 문제가 발생한다. 탱크에서 해수를 배출 할 때에 침전된 머드를 함께 제거할 수 있도록 발라스트 탱크 내에 머드 플러싱 시스템을 적용하였다. 본 연구에서는 플러싱 시스템의 머드 제거 효과를 평가하기 위해 입자 크기 분석기를 통해 머드의 입자 크기를 측정 하였으며, 입자 크기와 전단 응력의 관계를 바탕으로 수치해석을 통해 머드의 부유 성능을 평가하였다. 탱크내 머드 플러싱 배관 시스템을 최적화하여 탱크내 머드 부유 성능을 극대화하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.81-86
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• 2014

대형 LNG 내부 탱크의 내측 벽체에 가설되는 스티프너의 제작에 있어 판재 비용을 최소화하기 위하여 다양한 스티프너 규격에 따른 원 판재의 소요 중량과 비용을 분석하였다. 이를 위하여 판재 물량 산정 프로그램을 개발하여 자동화함으로써 설계자가 수작업으로 수행하는 물량 산정을 작업시간의 단축과 함께, 다양한 중량과 비용의 분석이 가능하도록 하였다. 분석결과, 판재 폭이 큰 것을 사용할수록 스티프너를 제작하는데 사용되는 원 판재의 총 소요개수, 중량 및 비용이 감소하였으나, 최적의 LNG탱크용 스티프너 판재 폭을 결정하기 위해서는 소요 판재의 중량과 함께 비용의 분석이 필요하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권7호
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• pp.1-7
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• 2021

Restrictions on the emissions of nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, and particulate matter from marine engines are being tightened. Each of these emissions requires different reduction technologies, which are costly and require many pieces of equipment to meet the requirements. Liquefied natural gas (LNG) fuel has a great advantage in reducing harmful emissions emitted from ships. Therefore, the marine engine application of LNG fuel is significantly increasing in new ship buildings. Accordingly, this study analyzed the internal support structure, insulation type, and fuel supply piping system of a 35 m3 International Maritime Organization C type pressurized storage tank of an LNG-fueled ship. Analysis of the heat transfer characteristics revealed that A304L stainless steel has a lower heat flux than A553 nickel steel, but the effect is not significant. The heat flux of pearlite insulation is much lower than that of vacuum insulation. Moreover, the analysis results of the constraint method of the support ring showed no significant difference. A553 steel containing 9% nickel has a higher strength and lower coefficient of thermal expansion than A304L, making it a suitable material for cryogenic containers.

• Computers and Concrete
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• 제14권4호
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• pp.369-385
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• 2014

In the existing method for analyzing the liquid tightness of the outer concrete tank in an emergency LNG spillage, the temperature variation over time inside the tank, and the concrete properties dependent on temperature and internal moisture content, have not been taken into account. In this study, the analyses for a typical LNG concrete tank subjected to thermal load due to spillage were performed with three different cases: the existing method was adopted in the first case, the transient temperature variation was considered in the second, and the temperature-moisture content dependent concrete properties were taken into account as well as the transient states of temperature in the third. The analysis results for deformation, compressive zone size, cracking, and stress of reinforcements were compared, and a discussion on the difference between the results obtained from the different analysis cases was made.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.17-24
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• 2024

고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 골재를 혼입한 저발열 콘크리트의 특성을 분석하고, 이 콘크리트의 LNG 저장탱크용 매스콘크리트에의 적용성을 검토하였다. 먼저 배합설계를 통해 콘크리트의 굳기 전 및 굳은 뒤 특성을 확인 하였으며, 단열온도 상승실험을 통해 단열곡선의 계수를 측정하였다. 측정된 계수를 이용해 LNG 저장탱크에 대한 수화열 해석을 진행하여 균열발생 가능성을 판단하였다. 실험 결과 적당한 유동성을 갖으면서도 28일까지 약 40 MPa의 압축강도를 확보할 수 있는 콘크리트 배합을 결정하였으며, 이 배합은 저열포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 최종 발열량은 낮고, 발열속도는 빨랐다. LNG 탱크의 여러 부재에 대한 수화열 해석 결과 균열 발생가능성은 낮음을 확인 하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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• pp.489-496
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• 2003

Korea Gas Corporation has recently constructed a LNG pilot tank with 1, 000㎥ capacity in Incheon, Korea. The main objective of this pilot tank construction is to accumulate field data under different operating conditions for the future use in design procedure, construction, and maintenance. As the part of the project, a field dynamic test, so-called modal test, is performed to obtain the dynamic characteristics of the pilot tank. This paper describes the instrumentation and measurement Process used in the testing. From the measured Frequency Response Functions (FRFs), resonant frequencies and corresponding mode shapes of the tank are extracted and provided. Also, these results are compared to those calculated from a finite element model. The change of dynamic characteristics of the pilot tank due to the effect of internal fluid and the possible structural deterioration will be investigated in near future.

• 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.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.579-582
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• 2011

본 논문에서는 9 % Ni강 LNG 저장탱크 조사를 통해서 유한요소해석을 수행하여 구조건전성을 평가하였으며 실용에서 활용할 수 있는 자료를 제시하였다. 과거의 LNG 저장탱크의 설계는 2차원 선에서만 유한요소해석이 수행되었으나 보다 진보된 하드웨어와 소프트웨어의 발전으로 3차원 유한요소해석이 가능케 되었다. 본 연구에서는 9 % Ni 강 LNG 저장탱크 내조의 정적 구조 해석이 상용 유한 요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 통해 수행되었다. LNG 저장 탱크 내조 시공 시 용접부 형상을 참고하여 용접부 모델을 고려한 해석을 각각 수행하였다. 용접부의 탄성계수의 변화를 통하여 최대응력과 최대변위를 계산하였다. 실제 LNG tank의 운용 시 발생하는 하중은 자중과, 수두 압과, 온도차에 의한 열응력이며 이들이 복합적으로 작용하였을 시, 용접선을 고려하지 않은 모델에 대해서는 최대응력이 207 MPa이며, 동일 조건에서 용접선을 포함한 모델에 대해 해석을 수행한 결과로서 최대응력이 그보다 약 100 MPa 정도 상승한 결과가 나타났다. 하중조건에서 온도차에 의한 열응력을 고려함과 고려하지 않음을 비교함으로서 실제 열응력에 대해서는 내조에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제9권2호
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• pp.34-37
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• 2005

LNG 저장탱크에 사용되는 멤브레인은 전체적으로는 선형거동을 하나, 국부적으로는 탄소성거동을 하며, 굽힘과 인장의 복합적인 응력을 받는 구조이다. 즉, 멤브레인 평가는 복합적인 하중을 부과하기가 어려워 소재의 피로특성만으로 평가할 수가 없으며, 실제 대형구조 멤브레인 실 모델을 이용하여 평가해야 하는데 이는 상당한 어려움이 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 멤브레인의 피로특성을 파악하여 LNG 저장탱크에 활용하기 위한 멤브레인 피로수명 예측식을 제안하고자 한다.