• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제5권4호
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• pp.580-597
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• 2013

Three materials SUS304, 9% Ni steel and Al 5083-O alloy, which are considered possible candidate for International Maritime Organization (IMO) type B Cargo Containment System, were studied. Monotonic tensile, fatigue, fatigue crack growth rate and Crack Tip Opening Displacement tests were carried out at room, intermediate low ($-100^{\circ}C$) and cryogenic ($-163^{\circ}C$) temperatures. The initial yield and tensile strengths of all materials tended to increase with decreasing temperature, whereas the change in elastic modulus was not as remarkable. The largest and smallest improvement ratio of the initial yield strengths due to a temperature reduction were observed in the SUS304 and Al 5083-O alloy, respectively. The fatigue strengths of the three materials increased with decreasing temperature. The largest increase in fatigue strength was observed in the Al 5083-O alloy, whereas the 9% Ni steel sample showed the smallest increase. In the fatigue crack growth rate test, SUS304 and Al 5083-O alloy showed a decrease in the crack propagation rate, due to decrease in temperature, but no visible improvement in da/dN was observed in the case of 9% Ni steel. In the Crack Tip Opening Displacement (CTOD) test, CTOD values were converted to critical crack length for the comparison with different thickness specimens. The critical crack length tended to decrease in the case of SUS304 and increase for the Al 5083-O alloy with decreasing temperature. In case of 9% Ni steel, change of critical crack length was not observed due to temperature decrease. In addition, the changing material properties according to the temperature of the LNG tank were analyzed according to the international code for the construction and equipment of ships carrying liquefied gases in bulk (IGC code) and the rules of classifications.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.8-20
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• 2003

천연가스는 서울에서 새로운 도시가스로서 지하배관망루 벨브스테이션을 통하여 공급되어 왔다. 그러나 천연가스는 편리함과는 대조적으로 운송시스템의 오류 또는 부주위한 취급으로부터 화재 및 폭발을 야기할 수 있는 매우 실제적인 잠재위험성을 가지고 있다. 따라서 이 연구의 주요 목적은 전형적인 배관망을 구성하는 공급설비의 신뢰성을 평가한 후 주요 잠재위험성의 확인 및 위험성평가를 수행하는 것이다. 본 연구에서는 Fault Tree Analysis와 Event free Analysis에 의해 서울의 임의의 지점 두 곳을 설정하여 최종적인 단계(top event)로서 밸브기지의 소규모 누출과 대규모 누출, 각 도시가스회사로의 천연가스공급중단을 설정하여 각각에 대한 발생빈도의 값을 알아보았다. 그 결과 소규모 누출시 DC, DS 밸브기지에 대하여 각각 3.29, 1.41의 값으로 나타났으며, 대규모 누출에 대하여는 1.90$\times$$10^{-2}$, 2.32$\times$$10^{-2}$, 또한 도시가스회사로의 천연가스공급중단에 대한 각각의 기지에 대한 수치는 2.33$\times$$10^{-2}$, 2.89$\times$$10^{-2}$로 나타났다. 또한 단위 지역 공급설비에 대한 전체적인 신뢰도와 기기별 신뢰도의 계산함으로서 기기와 공급망간의 상호관계성의 인식과, 전체 설비 굽에서 중요한 부분과 좀더 강조되어야 할 부분을 찾아내기 위해 Minimal Cut Set 방법을 사용한 결과, DC 밸브기지의 경우, 기기단위별로는 6, 7, 26, 27 등이 취약함을 보여주고 있으며, 또한 basic event 26, 27의 조합으로 인한 천연가스공급중단의 위험이 가장 크므로 이 부분에 대해서 하나의 라인이 병렬로 추가되어야만 좀더 안정적이고 위험부담이 적은 시스템으로 운영할 수 있다. 이러한 경우 공급중단의 고장율이 1/4로 줄어드는 효과를 가지게 된다. DS 밸브기지의 경우, basic event 4가 천연가스공급중단의 원인의 92%를 차지하고 있다. 그러므로 이 부분의 portion을 낮춰준다면 전체의 고장율도 낮춰질 수가 있고 이 부분에 같은 종류의 라인을 추가로 설치하면 고장율이 약 1/10로 줄어드는 효과를 보게 된다. 또한 기기단위별로는 6, 7, 26, 27 등이 가장 취약한 것으로 나타났다. 이 부분에 대해서는 안전장치나 설비를 추가로 갖추거나, 혹은 점검기간의 주기를 줄이도록 하는 것이 필요하다. 향후 본 연구에서 다루어진 신뢰도 측정방법을 각 공급설비에 대해 적용한다면 좀 더 효율적으로 공급설비의 신뢰도를 계산, 분석할 수 있고, 천연가스공급설비의 안전성 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.685-693
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• 2016

LNG 저장탱크의 외조는 콘크리트 부재로 수직 방향 및 원환 방향 프리스트레싱 벽체 구조인데, 저장탱크의 대형화가 이루어짐에 따라 프리스트레싱 구간이 길어지고 그에 따른 극한 하중을 받는 LNG 저장탱크의 거동에 대한 분석이 필요하다. 본 연구는 주요 사회기반시설구조물의 하나인 LNG 저장탱크에 테러와 같은 폭발 사고가 발생하였을 때 안전성 향상을 위하여 폭발 저항 성능에 대한 분석연구를 수행하였다. 해석은 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 270,000kL급 LNG 저장탱크 외조의 TNT 폭발에 대한 거동을 평가해보고자 한다. 또한 TNT 폭발량에 따른 폭발에 대한 LNG 저장탱크의 거동 비교를 통해 구조물의 안전성 및 사용성을 평가해보고자 한다. 이 연구의 결과를 통해 폭발량에 따른 구조물에 거동 변화를 확인하고, 설계 시 안전성 기준 및 검토의 보조자료로 활용할 수 있도록 한다.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.117-125
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• 2009

차세대 청정 연료로 각광받고 있는 천연가스를 자동차 등의 이동원의 동력원으로 사용하기 위해 높은 에너지 밀도로 저장하는 것은 매우 중요하다. 특히 상온 및 과히 높지 않은 압력(35~40 기압)에서 흡착을 이용하여 천연가스를 저장(ANG)하는 것은 압축에 의한 CNG 및 냉각에 의한 LNG에 비해 경제적이고 안전하며 사용이 용이한 특성이 있다. 그러나 상업적으로 통용되기 위해 필요한 저장 용량을 얻을 수 있는 경제적인 흡착제가 현재 알려져 있지 않아 다양한 연구가 계속되고 있다. 최근에 많은 연구가 되고 있는 MOF (metal-organic frameworks)를 포함한 나노 세공체도 하나의 답이 될 수 있다. 본 총설에서는 ANG 밀도를 높이기 위해 필요한 흡착제의 물성과 상업적으로 적용하기 위해 요구되는 흡착제 물성에 대해 요약하였다. 높은 에너지 밀도를 위해서는 넓은 표면적, 큰 미세 세공 부피, 적당한 세공 크기 및 높은 밀도 등이 필요하고 낮은 흡탈착 에너지 및 빠른 흡탈착 속도가 요구된다. 또한 탈착시 상압에서 잔존하는 천연가스의 양이 적어 실제 활용할 수 있는 천연가스의 양(delivery)이 높아야 한다. 현재 매우 활발히 연구되고 있는 나노 세공체를 천연가스 저장물질로 적용하고자 하는 연구도 다양하게 이루어지고 있으며 이러한 물성을 만족하는 나노세공체가 개발되기를 기대한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권1호
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• pp.96-103
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• 2014

극저온 액체 상태의 LNG는 주거용과 산업용으로 공급되기 전에 가스 상태로 변환된다. 이러한 재가스화 과정 중에 LNG는 $83.7{\times}10^4$ kJ/kg 정도의 많은 냉열에너지를 제공한다. 이 냉열에너지를 일부 선진국들에서는 질소, 수소, 헬륨과 같은 극저온 유체들의 액화, 제빙 및 냉방시스템에 이용하고 있다. 따라서 우리나라에서도 인천, 평택 및 통영 LNG 인수기지 주변에 LNG의 냉열에너지를 이용한 냉열에너지 회수시스템을 설립할 필요가 있다. 여기서는 저열유속상태에서 상변화를 동반하는 LNG의 유동거동 특성을 파악하기 위해 LNG의 85 %를 차지하는 메탄을 작동유체로 사용하였다. 또한 본 논문은 극저온 열교환기 내부를 흐르는 메탄과 질소, 프로판, R11 및 R134a의 유동경계에 영향을 주는 관 직경, 관의 경사각도 및 포화압력의 효과를 보여준다. 또한 여기서 얻어진 이론적 연구결과와 기존의 실험 데이터와도 비교 되었다. 그리고 메탄의 유동경계에 주는 파이프의 경사각도의 영향은 매우 큼을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권3호
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• pp.262-268
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• 2020

The IMO (International Maritime Organization) has mandated the restriction of SOx emissions to 0.5 % for all international sailing vessels since January 2020. And, a number of countries have designated emission control areas for stricter environmental regulations. Three representative methods have been suggested to cope with these regulations; using low-sulphur oil, installing a scrubber, or using LNG (Liquefied Natural Gas) as fuel. In this paper, economic analysis was performed by comparing the method of installing a scrubber with the method of using low-sulphur oil without installing additional equipment. We suggested plausible layouts and compared the pros and cons of dif erent scrubber types for retrofitting. We selected an international sailing ship as the target vessel and estimated payback time and benefits based on navigation route, fuel consumption, and installation and operation costs. Two case of oil prices were analyzed considering the uncertainty of fuel oil price fluctuation. We found that the expected payback time of investment varies from 1 year to 3.5 years depending on the operation ratio of emission control areas and the fuel oil price change.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제10권3호
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• pp.107-118
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• 1986

The presenet research attempts to examine the combustion characteristics and the structure of the flame in turbulent premixed flames and thus enhance the combustion performance that leads to the design of the effective combustion system (untilizing LNG). Following experimental investigations for several stabilized premixed flames were attempted to identify the interactive mechanism between flame structures and flow fields; Visualization by Schlieren method, measurement of flow velocity by LDV, detection of ion current by ion probe, measurement of fluctuating temperature by thermocouple having compensation circuit, average values with respect to time of fluctuating amount for flow velocity, temperature, ion current, etc., variable RMS values, PDFs, autocorrelation, crosscorrelation, spatial macroscale, power spectra, and velocity scale. Continuing the authors published studies whose flame dominated by coherent structures and the characteristics of combustion reaction for irregular three dimensional flame and stabilized flame by step were investigated with obtained experimental quantities. Results of this research are following : The most turbulent flames support the structure of a Wrinkled laminar flame or laminar flamelets. It also observed that combustion reaction is related to small tubulence microscales of the turbulent flow fields closly.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.148-155
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• 2005

In this study, Development of 300,000kcal/hr high velocity Injection burner with fuel multi-stage was performed using experiments. The characteristics of NOx emission in multi fuel/air staged combustor have been experimentally studied. The design concept of multi fuel/air staged combustor is creation of two separate flame, a primary flame is largest access air combustion and the secondary flame is complete combustion zone, where most of fuel bums. Experiments were performed on an industrial scale in a laboratory furnace and Liquefied Natural Gas(LNG) was used as primary and secondary fuels. Comparison of outlet NOx and outlet Temperature under various air rate and primary/ secondary fuel ratio was performed. The test demonstrated that NOx emission con be reduced by 70% in accordance with operating conditions.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계 학술대회논문집(수송기계편)
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• pp.77-80
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• 2005

This paper presents a theoretical and experimental study on the damage identification of structures. In civil and aerospace, significant work has been done in the area of detecting damage in structures by using changes in the dynamic response of the structure. In this paper a method based on the changes in the strain energy of the structure will be discussed. To evaluate the effectiveness of the method it will be applied to both beam and LNG(liquefied natural gas) carrier.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.543-550
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• 1998

From the power plant in a steel plant, environment pollutants such as $SO_x$, $NO_x$, CO and $CO_2$ are emitted by combustion reactions of the fuels which are by-product gases, oil and liquefied natural gas(LNG). To reduce the amounts of the pollutants, it is important to build a predictive model for the emission of the pollutants. In this paper, model that predict the amounts of generated pollutants for the used fuel is developed by using Gibbs free energy minimization method[1] with the temperature correction technique. For some data set, the calculation results from this model are compared with the real emission amounts of $SO_x$, $NO_x$, and the result of the calculation by both ASPEN PLUS which is a commercial simulation software. This model shows good results and can be applied to other power plants.