• Computers and Concrete
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• 제17권2호
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• pp.201-214
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• 2016

The outer tank of a liquefied natural gas (LNG) storage tank is a longitudinally and meridianally pre-stressed concrete (PSC) wall structure. Because of the current trend of constructing larger LNG storage tanks, the pre-stressing forces required to increase wall strength must be significantly increased. Because of the increase in tank sizes and pre-stressing forces, an extreme loading scenario such as a bomb blast or an airplane crash needs to be investigated. Therefore, in this study, the blast resistance performance of LNG storage tanks was analyzed by conducting a blast simulation to investigate the safety of larger LNG storage tanks. Test data validation for a blast simulation of reinforced concrete panels was performed using a specific FEM code, LS-DYNA, prior to a full-scale blast simulation of the outer tank of a 270,000-kL LNG storage tank. Another objective of this study was to evaluate the safety and serviceability of an LNG storage tank with respect to varying amounts of explosive charge. The results of this study can be used as basic data for the design and safety evaluation of PSC LNG storage tanks.

• Ocean Systems Engineering
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• 제8권1호
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• pp.57-77
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• 2018

The present paper deals with the finite element analysis of water tanks with rigid baffle. Fluid is discretized by two dimensional eight-node isoparametric elements and the governing equation is simulated by pressure based formulation to reduce the degrees of freedom in the domain. Both free vibration and force vibration analysis are carried out for different sizes and positions of block at tank bottom. The fundamental frequency depends on block height and it reduces with the increase of block height. The variation of hydrodynamic pressure on tank walls not only depends of the exciting frequency but also on the size and position of rigid block at tank bottom. The hydrodynamic pressure has higher value when the exciting frequency is equal and lower than the fundamental frequency of the water in the tank. Similarly, the hydrodynamic pressure increases with the increase of width of the block for all exciting frequencies when the block is at the centre of tank. The left and right walls of tank have experienced different hydrodynamic pressure when the block is placed at off-centre. However, the increase in hydrodynamic pressure on nearest tank wall becomes insignificant after a certain value of the distance between the wall and the rigid block.

• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.125-132
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• 2010

추진제가 배출되는 동안 추진제탱크를 적정 압력으로 유지하기 위해 필요한 가압가스의 질유량 및 총소모량을 파악하는 것은 가압제어시스템의 설계 및 가압제 저장탱크의 무게를 산출하는데 있어 매우 중요하다. 특히 극저온 추진제탱크의 경우 얼리지 내부의 가압가스는 외부와의 열전달에 의해 비체적이 감소하므로 더욱 많은 추진제탱크의 압력을 유지하기 위해 더 많은 가압가스를 필요로 한다. 이에 추진제탱크 얼리지 해석을 위한 기본모델을 만들어 얼리지 내부와 탱크벽면의 온도분포, 가압가스 소모량, 얼리지 내부에서 유입된 가압가스의 에너지 분포를 예측하였다. 현재 시험을 통한 프로그램의 수정보완이 진행되었으나, 본 자료에서는 기본적인 해석모델의 설명에 중점을 두었다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.21-30
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• 1998

인공위성용 추진제 탱크를 개발하기 위해 여러 설계인자를 설정하여 각 인자가 탱크 벽면에 미치는 응력분포영향를 구하고, 또한 최적의 인자값을 구하기 위해 각 인자의 변화에 따라서 구조해석을 수행하였다. 탱크 지지부 위치와 탱크 벽면 두께 변화에 따른 탱크 벽면에 미치는 응력분포 영향을 고찰하기 위해 1/4 모델을 설정하였고, 연료배출구의 위치변화(경사각도)에 따른 응력분포는 1/2 모델을 설정하여 해석을 하였다. 탱크에 작용하는 하중은 연료압력에 의해 발생하는 정하중(350psi)을 가하며 또한, 발사시 발사체로부터 전달되는 최대동하중(12g)을 고려하였다. 그리고 탱크가 인공위성에 장착될 때에 발생하는 다양한 장착조건에 대해서 구조해석을 수행하였고, 추진제 배출구 각도가 $0^{\cire}$ 에서 $25^{\cire}$ 까지 변화할 때 탱크 벽면에 미치는 응력분포영향을 구했다. 그래서 각 조건에서 구한 상당응력분포와 인자의 최적값은 추진제 탱크를 설계하기 위한 기초적인 자료로 활용하고자 한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제14권2호
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• pp.98-107
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• 1985

In this thesis, the Sol-Air temperature distribution for the side-wall of a cylindrical cryogenic storage tank made of nonhomogenious composite layer was studied, in order to calculate the thermal load by Newton's cooling law, when the solar radiation was applied upon the side wall. In the analysis, the atmospheric slab was assumed to be horizontal and infinitely large, and the Sol -Air temperature, which was found by the Net- Radiation method considering the longwave radiation wi th surroundings, was used for boundary condition. Energy equation and boundary conditions were normalized by the defined reference- temperature, and solved. The solutions were developed by the Fourier cosine series. Then, the Sol-Air temperature distribution for the side-wall of LNG storage tank was calculated.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권3호
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• pp.31-37
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• 1998

The structure of satellite consists of six parts which are control system, power system, thermal control system, remote measurement command system, propellant system and thrust system. In these parts, propellant system consists of propellant tank and thrust device. What we want to perform is optimum design to minimize the weight of propellant tank. In order to design optimal propellant tank, several parameters should be adopted from the tank geometry like the relative location of the lug and variation of the wall thickness. The analysis was executed by finite element analysis for finding optimal design parameters. The structure was divided into three parts consisting of the initial thickness zone, the transitional Bone, and the weak zone, whose effects on the pressure vessel strength was investigated. Finally the optimal lug location and the three zone thickness were obtained and the weight was compared with the uniform thickness vessel.

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.18-24
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• 2008

본 논문은 완전방호식 LNG 저장탱크의 9% 니켈강재 내부탱크에 대해 응력 및 변형거동 특성을 FEM으로 해석하였다. 내부탱크의 강도안전성을 확보하기 위해 기존 LNG 저장탱크에 유체정압, 초저온하중 등을 가할 경우, 취약부로 알려진 지역에 인장강선을 설치하였다. 기존의 9% 니켈강재 내부탱크와 내부탱크의 하단부에 인장강선을 설치한 탱크에 대한 FEM 해석결과에 의하면, 새롭게 설계한 내부탱크는 인장강선을 설치하지 않은 기존의 내부탱크에 비해 더 안전한 것으로 나타났다. FEM 해석결과에 따르면, 내부탱크의 강도안전성 향상을 위해 내부탱크의 하단부에 직경 50 mm를 갖는 $3{\sim}4$개의 인장강선을 설치할 것을 권장하였는데, 이것은 결국 내부탱크의 응력 및 변위량을 낮출 수 있다. 따라서, 내부탱크에 인장강선을 설치하는 것은 LNG 저장탱크의 강도안전성 확보를 위해 기존 내부탱크에서 도입한 스티프너와 톱거더를 대체한 또 다른 안전장치로 활용될 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.261-269
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• 2018

This study examines earthquake-induced sloshing effects on liquid storage tanks using computation fluid dynamics. To achieve this goal, this study selects an existing square steel tank tested by Seismic Simulation Test Center at Pusan National University as a case study. The model validation was firstly performed through the comparison of shaking table test data and simulated results for the water tank subjected to a harmonic excitation. For a realistic estimation of the wall pressure response of the water tank, three recorded earthquakes with similar peak ground acceleration are applied:1940 El Centro earthquake, 2016 Gyeongju earthquake, and 2017 Pohang earthquake. Wall pressures monitored during the dynamic analyses are examined and compared for different earthquake motions and monitoring points, using power spectrum density. Finally, the maximum dynamic pressure for three earthquakes is compared with the design pressure calculated from a seismic design code. Results indicated that the maximum pressure from the El Centro earthquake exceeds the design pressure although its peak ground acceleration is less than 0.4 g, which is the design acceleration. On the other hand, the maximum pressure due to two Korean earthquakes does not reach the design pressure. Thus, engineers should not consider only the peak ground acceleration when determining the design pressure of water tanks.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.69-73
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• 2018

본 연구에서는 볼록한 바닥면을 가진 이동형 소방용수 저장탱크의 수직 벽면에 작용하는 동수력을 계산하고 그 결과를 바탕으로 볼록한 바닥면 설계를 통한 동수력의 감소 효과를 확인하고자 하였다. 수치 모의 실험하기 위해 바닥의 형태를 볼록하게 한 수치 해석 영역을 구성하였으며, 특정 위치와 높이에 용수 공급 노즐을 위치시켜 용수를 낙하시켰다. 용수 낙하에 의한 자유 수면의 출렁임과 수직 벽면에서의 유체 벽 오름을 선형 Peregrine 방정식을 이용하여 수치 모사하고 동수력을 계산하였으며, 그 결과를 오목한 바닥면 및 동일한 해석 조건에서 얻은 동수력과 서로 비교 분석하였다. 결과적으로 오목한 바닥면 설계에 비해 볼록한 바닥면 설계를 통해 수직 벽면에서의 동수력이 더 작아짐을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 이동형 소방용수 저장탱크의 안정적인 구조 설계 및 운용에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.49-53
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• 2017

본 연구에서는 이동형 소방용수 저장탱크 내의 소방용수의 낙하를 단순화하고 이 낙하에 따른 자유수면의 출렁임을 수치 해석하여 수직 벽면에 미치는 동수력을 계산하였다. 소방용수의 낙하에 따른 자유 수면의 출렁임을 수치해석하기 위해 Jang에 의해 개발된 분산관계 보존 방법을 이용하였다. 또한, 다양한 자유 수면의 출렁임을 수치 해석하고자 소방용수의 낙하 높이, 낙하 위치 및 물기둥 폭 조건에 대해 계수 영향 해석을 수행하였다. 따라서 본 연구를 통해 분산관계 보존 방법을 통한 소방용수 저장탱크 내의 자유 수면의 출렁임을 효과적으로 수치 해석할 수 있었고 소방용수 저장탱크의 동수력 영향을 예측하는 데에 적용 가능성을 엿볼 수 있었다.