• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제54권6호
• /
• pp.2147-2155
• /
• 2022

Nuclear safety-related underground liquid storage tanks, such as those used to store fuel for emergency diesel generators, are critical components for safety of hundreds of existing nuclear power plants (NPP) worldwide. Since most of those NPP will continue to operate for decades, a beyond design base (BDB) seismic screening of safety-related underground tanks in those NPP is beneficial and essential to public safety. The analytical methodology for buried tank subjected to seismic effect, including a BDB seismic evaluation, needs to consider both soil-structure and fluid-structure interaction effects. Comprehensive analysis of such a soil-structure-fluid system is costly and time consuming, often subjected to availability of state-of-art finite element tools. Simple, but practically and reasonably accurate techniques for seismic evaluation of underground liquid storage tanks have not been established. In this study, a mechanics based solution is proposed for the evaluation of a cylindrical underground liquid storage tank using hand calculation methods. For validation, a practical example of two underground diesel fuel tanks in an existing nuclear power plant is presented and application of the proposed method is confirmed by using published results of the computer-aided System for Analysis of Soil Structural Interaction (SASSI). The proposed approach provides an easy to use tool for BDB seismic assessment prior to making decision of applying more costly technique by owner of the nuclear facility.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제7권1호
• /
• pp.103-109
• /
• 1983

본 논문은 저온용 원통형 저장 탱크를 2층으로 된 적층형 복합재료로 가정하여 각 층의 온도분포 를 해석하였다. 이 중공 원통의 외벽에서는 원주방향으로 임의의 열유속을 받고, 주위 온도는 주 기적으로 변하며 내외벽에서는 대류가 일어나고, 탱크벽의 초기온도 분포는 임의의 함수라는 가 정하에 Fourier cosine 변환과 Green 함수를 도입하여 해석하였다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제6권1호
• /
• pp.11-20
• /
• 1988

이 글에서는 Butt joint에서 발생되는 가로수축, 각변형 그리고 bowing의 관찰을 통해 mechanism을 서술하였고, box beam, damper blade, bulk head, ball tank, 그리고 cylindrical column 등 실구조물의 변형문제에 접근하여 변형예측, 측정 data제시, 그리고 그 해석을 통해 구조물의 변형 크기를 인식케 하고, 동일한 구조물의 제작에 guide가 되고자 하였다. 변형에 대해서는 일률적인 방지방법이 없기 때문에 우선은 구조물의 제작시마다 변형의 크기와 향상에 대한 예측과 함께 변형계측이 계속되어 data가 축적된다면 차후 그 이용 및 응용 효과는 지대할 것이다.

• 한국가스학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.57-62
• /
• 2011

본 연구에서는 70MPa의 충전압력을 갖는 130L 수소연료 저장탱크에 대한 최적설계를 유한요소법과 다구찌 설계법으로 고찰하였다. 6061-T6의 알루미늄 라이너의 외벽면에 T800-24K의 탄소섬유로 감아서 제조한 복합소재 연료탱크의 강도안전성을 미국 DOT-CFFC와 KS의 설계안전 규격을 기준으로 해석하였다. 70MPa용 수소가스탱크의 응력강도에 대한 FEM 해석결과에 의하면, US DOT-CFFC와 KS 규격에서 제시한 응력비 2.4의 기준값과 비교할 때 안전한 것으로 나타났다. 따라서, 다구찌 설계법에 기반한 최적설계 데이터는 설계모델 5번으로 선정할 수 있고, 여기서 제시할 수 있는 알루미늄 라이너의 두께는 6.4mm, 탄소섬유 적층에서 후프방향의 두께는 31mm, 헤리컬방향의 두께는 10.2mm이다.

• 전산구조공학
• /
• 제10권1호
• /
• pp.193-200
• /
• 1997

탄성지반상의 원형탱크해석에는 여러방법이 있지만 최근에 널리 사용되는 방법은 유한요소법이다. 그러나 이 방법은 탄성지반상의 탱크해석시 많은 절점수가 필요하게 된다. 이것은 곧 많은 계산기 기억용량 및 계산시간 뿐만 아니라 노력이 필요하게 된다. 본 연구에서는 유사탄성지반보(Analogy of Beam on Elastic Foundation) 및 지반강성행렬(Foundation Stiffness Matrix)을 이용하여 축대칭하중을 받는 축대칭탱크를 뼈대 구조화 할 수 있었다. 또한 이 뼈대 구조를 유한요소로 분할하고, 각 요소 강성행렬(Stiffness Matrix)을 전달행렬(Transfer Matrix)로 전환하여 전달행렬법으로 원형탱크를 해석 할 수 있었다. 유한요소법과 전달행렬법을 탄성지반상의 원형탱크 해석에 적용한 결과 두 해석결과의 차이는 없고, 전달행렬법을 적용한 경우 최종 연립방정식수가 4개로 간략화 되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.23-33
• /
• 2015

본 연구는 물탱크 내부의 사류구역 최소화에 목적을 두고 진행하였으며 입수관의 형태를 개선하여 물탱크 내부에서 발생하는 유동특성을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)모사 기법을 이용하여 분석 하였다. 기존에 물탱크에 사용되던 자유낙하 방식의 입수관을 다공형 스크류 노즐 입수관으로 개선하고 유동 특성을 분석한 결과 노즐 안에 스크류 날개가 설치된 경우 유동흐름의 폭이 넓게 분사 되었으며 원통형 물탱크 내부에서도 넓은 유동 흐름이 나타났다. 또한 사각형 물탱크에 다공형 스크류 노즐 입수관이 1개 설치되어 있을 경우와 2개 설치되어있을 경우의 유동해석과 추적자모의를 수행하였으며 그 결과 입수관을 2개 설치할 경우 MODAL, MORILL index값이 1에 가깝게 나타나 Plug Flow 특성에 근접하단 결과를 얻을 수 있었다.

• ALGAE
• /
• 제25권1호
• /
• pp.37-44
• /
• 2010

A tide-simulating apparatus was developed for culturing marine macroalgae. The objective of this study was to introduce a novel tide-simulating apparatus that can simulate a diurnal or semi-diurnal tidal cycle in the laboratory. In this apparatus, the seaweeds are move up and down and the water level remains the same during the simulated tidal cycle. The apparatus consists of 18 cylindrical culture tanks (3 blocks $\times$ 6 culture tanks) with 12 cm diameter and 24.5 cm long containing up to 2.5 L of seawater. There is a horizontal plate which covered all 18 culture tanks, and it is raised and lowered by a programmable motor that can regulate exposure time. In one application, seaweeds are attached to braided twine hung on Plexiglas air-tubing. The air-tubing is attached to a lid that is set on a horizontal plate. This apparatus is made of colorless Plexiglas to maximize light transmittance. This apparatus is easily disassembled and transportable to any indoor laboratory, wet laboratory, greenhouse, etc. This apparatus also offers considerable flexibility in terms of design. The size of culture tank can be redesigned by either increasing the height of cylinder or/and using a different diameter of cylindrical Plexiglas, therefore, larger/taller thalli can be cultivated. Growth rates of three eulittoral Porphyra species from different tidal elevations have been compared using this device.

• 한국해양학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.17-23
• /
• 1993

회전반 위에서 상하경계면이 경사진 (${\beta}-effect$) 원통용기에 이층유체를 만들어 하층에 같은 밀도를 갖는 외부유체를 주입하여 경계면 변형에 따른 상층유체의 흐름을 관찰하였다. 상하층유체간의 경계면마찰을 최소화하여 하층유체운동(Sverdrup type) 에 따른 경계면의 변화에 적응하기 위한 상승유체 흐름은 internal Frounde Number($F_1$)에 민감하게 반응함을 보인다. 특히 $F_1$값이 6이상인 경우에는 상층유체운동 특성인 두 개의 폐쇄순환의 방향이 반대가 되어 서안경계류의 분리현상을 나타내고 있다. 서안에서의 분리 지점 역시 $F_1$값에 의존하며, 특히 $F_1{\;}~{\;}6$인 경우 가장 북쪽에서 분리되는 현상을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제35권6호
• /
• pp.759-772
• /
• 2010

Seismic isolation is a well-known method to mitigate the earthquake effects on structures by increasing their fundamental natural periods at the expense of larger displacements in the structural system. In this paper, the seismic response of isolated and fixed base vertical, cylindrical, liquid storage tanks is investigated using a Finite Element Model (FEM), taking into account fluid-structure interaction effects. Three vertical, cylindrical tanks with different ratios of height to radius (H/R = 2.6, 1.0 and 0.3) are numerically analyzed and the results of response-history analysis, including base shear, overturning moment and free surface displacement are reported for isolated and non-isolated tanks. Isolated tanks equipped by lead rubber bearings isolators and the bearing are modeled by using a non-linear spring in FEM model. It is observed that the seismic isolation of liquid storage tanks is quite effective and the response of isolated tanks is significantly influenced by the system parameters such as their fundamental frequencies and the aspect ratio of the tanks. However, the base isolation does not significantly affect the surface wave height and even it can causes adverse effects on the free surface sloshing motion.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.257-266
• /
• 1999

This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure on/in horizontally layered half.space considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. To capture the essence of fluid-structure-soil interaction effects effectively, a mixed finite element with two-field (u, p) approximation is employed to model the compressive inviscid fluid, while the structure and soil medium are presented by the 3-D axisymmetric finite elements and dynamic infinite elements. The present FE-based method can be applied to the system with complex geometry of fluid region as well as with inhomogeneous near-field soil medium, since it can directly model both the fluid and the soil. For the purpose of verification, dominant peak frequencies in transfer functions for horizontal motions of cylindrical fluid storage tanks with rigid massless foundation on a homogeneous viscoelastic half.space are compared with those by two different added mass approaches for the fluid motion. The comparison indicates that the Present FE-based methodology gives accurate solution for the fluid-structure-soil interaction problem. Finally, as a demonstration of versatility of the present study, a seismic analysis for a real-scale LNG storage tank embedded in layered half.space is carried out, and its member forces along the height of the structure are compared with those by an added mass approach developed by the present writers.