• 제목/요약/키워드: liquid sloshing

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RGB-Depth 카메라를 활용한 유체 표면의 거동 계측분석 (RGB-Depth Camera for Dynamic Measurement of Liquid Sloshing)

  • 김준희;유세웅;민경원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.29-35
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    • 2019
  • 본 논문에서는 건축물 진동저감장치에 적용되는 액체감쇠기 내 유체 자유표면의 동적 거동 계측을 위해 저가형 RGB-depth 센서인 Microsoft사 $Kinect^{(R)}$ v2의 활용과 계측시스템을 구축하는 방법을 제안하였다. $Kinect^{(R)}$ v2의 성능검토 및 실효성 확인, SDK(software development kit)를 사용한 실시간 모니터링, 3D 공간상에서 유체의 표면 정보 취득, 기존 비디오 센싱기법과의 비교를 통해 본 연구에서 제안한 유체의 동적 거동 계측 시스템의 정확성과 우수성을 검증하였다. 제안된 계측시스템을 활용하여 소형 수조 내 액체에 대한 동적 거동 정밀계측을 수행하였으며, 이를 바탕으로 광범위한 가진입력에 대한 유체 자유표면의 동적 거동 특징을 확인하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 RGB-depth센서의 건축물 진동저감 적용을 통해 정밀한 모니터링 시스템을 구축하고 최적화된 액체감쇠기의 설계 및 운용을 기대할 수 있다.

유탄성을 고려한 탱크내 슬로싱에 대한 연구 (A Study on the Sloshing of Cargo Tanks Including Hydroelastic Effects)

  • 이동연;최항순
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.27-37
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    • 1998
  • 선박이 대형화되고, LNG선의 건조가 활발해지면서 액체화물탱크의 내부유동을 뜻하는 슬로싱에 대한 연구가 중요해지고 있다. 슬로싱에 의한 충격압력의 크기와 특성을 파악하기 위하여 직사각형 모델에 대한 체계적인 실험을 수행하여 회전각, 동요주파수, 적재수심에 따른 내부유동의 특성을 분석하였고, 충격압력이 가해지는 탱크벽면의 구조응답을 계측하여 유탄성효과를 고찰하였다. 탱크의 내부유동은 고차경계요소법을 이용하여 해석하였고, 평판의 진동에 의해 유기되는 유체력은 고유함수 전개법을 이용하여 부가질량과 감쇠력으로 표현하였다. 충격하중이 작용하는 경우 유탄성 효과를 고려한 탱크 벽면은 부가질량의 영향으로 그 때의 수심에 해당하는 접수진동수로 진동하였고, 벽면에서 압력은 유탄성효과를 고려하지 않은 경우에 비해 두 배 이상 크게 나타났다. 이를 실험과 계산에서 모두 확인하였고, 충격하중에 의한 평판의 거동에서 유탄성효과를 규명하였다

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수학적 해석 방법에 의한 액체저장탱크의 액동압 거동 해석 (Hydrodynamic Behavior Analysis of Vertical-Cylindrical Liquid-Storge Tanks by Mathematically Analytic Method)

  • 박종률;오택열
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권3호
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    • pp.487-496
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    • 2002
  • Hydrodynamic behavior and response of vertical-cylindrical liquid-storage tank is considered. The equation of the liquid motion is shown by Laplace's differential equation with the fluid velocity potential. The solution of the Laplace's differential equation of the liquid motion is expressed with the modified Bessel functions. Only rigid tank is studied. The equivalent masses and heights for the tank contents are presented for engineering design model.

수평 및 수직 지반운동을 받는 직사각형 유체 저장 구조물의 동적 해석 (Dynamic Analysis of Rectangular Liquid Storage Structures Excited by Horizontal and Vertical Ground Motions)

  • 박장호
    • 한국안전학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.108-117
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    • 2004
  • Dynamic analysis method is Presented for analyzing rectangular liquid storage structures excited by horizontal and vertical ground motions. The irrotational motion of invicid and incompressible ideal fluid in rigid rectangular liquid storage structures subjected to horizontal and vertical ground motions and the motion of fluid induced by structural deformation are expressed by analytic solutions. Analysis methods are obtained by applying analytic solutions of the fluid motion to finite element equation of the structural motion. The fluid-structure interaction effect is reflected into the coupled equation as added fluid mass matrix. The free surface sloshing motion, hydrodynamic pressure acting on the wall and structural behavior due to horizontal and vertical ground motions are obtained by the presented method.

지진계측데이타에 근거한 유체저장탱크의 동적응답 평가 (Evaluation of Dynamic Response for Liquid Storage Tank using the Observed Earthquake Data)

  • 허택영
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 1997년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 1997
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    • pp.115-127
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    • 1997
  • A study to evaluate the seismic response of $\frac{1}{2}$-scaled liquid storage tank constructed in Hualien, is performed. And this study is to identify the liquid-structure-soil interaction by observed earthquake data ans analyzed results. After the calculation of soil impedance for the test site by SASSI code, 3-dimensional seismic response analysis is performed by BEM-FEM-Impedance Method with the consideration of liquid-structure-soil interaction when the tank is excited by real earthquake. The observed acceleration and hydrodynamic pressure are compared with the numerical results. This comparisons show good agreement in predominant frequency and maximum hydrodynamic pressure. And the free surface sloshing motion due to earthquake loadings is computed in time domain.

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원전기자재 설계와 관련된 내진해석 (Seismic Analysis of Nuclear Power Equipment Related to Design)

  • 이우형;조종래;노민식;류정형
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권3호
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    • pp.317-323
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    • 2011
  • 본 논문에서는 원자력 발전소 폴라 크레인(polar crane)의 설계를 위해 유한요소법을 통한 내진해석을 수행하였다. 모드 해석(modal analysis)을 통하여 폴라 크레인의 고유진동수와 진동형상을 파악하고 응답스펙트럼(response spectrum)을 통해 폴라 크레인의 내진 안전성을 평가하였다. 그리고 액체저장탱크에 대한 내진해석을 유한요소법을 이용하여 수행하였는데, 탱크가 요동시에 액체가 탱크 외벽에 가하는 힘을 고려한 슬로싱해석과 안전정지지진 하중 조건에서의 해석을 수행하였다. 본 논문에서 유한요소해석 상용코드인 ANSYS를 이용하여 내진해석에 필요한 해석기법과 과정 등을 설계 시에 활용할 수 있도록 제안하였다.

액화수소 저장탱크의 수평요동이 증발 특성에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effect of Evaporation of Liquid Hydrogen Tank Related to Horizontal Sinewave)

  • 오승준;권준영;윤정환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권2호
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    • pp.155-161
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    • 2023
  • Recently, a study on alternative and renewable energy is being conducted due to energy depletion and environmental problems. In particular, a hydrogen has the advantage of converting and storing the remaining energy into water-electrolyzed hydrogen through renewable energy generation. In general, due to reasons such as insulation problems, a study on high-pressure hydrogen storage tanks and related parts has recently been conducted. However, in the case of liquid hydrogen, the volume can be reduced by about 800 times or more compared to high-pressure hydrogen gas, so the study on this is needed as a technology that can increase energy density. In this study, the evaporation characteristics were analyzed under fixed heat flux conditions for liquid hydrogen storage tanks and the change in thermal stratification according to sloshing was analyzed. The heat flux condition was fixed at 250 W/m2 and the horizontal resonance frequency of the primary mode was applied to the storage tank. As a result, it was confirmed that the thermal stratification phenomenon decreased compared to the case where the slashing was not present due to forced convection when the slashing was present.

시험 장치를 이용한 슬로시 모델 파라미터 추정 (Estimation of Slosh Model Parameters Using Experimental Test-bed)

  • 오충석;선병찬;박용규;노웅래
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.661-668
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    • 2009
  • 본 논문에서는 시간영역에서 최소자승법을 이용하여 실린더 용기의 슬로시 주파수와 댐핑 계수와 함께 슬로시 모드 질량 및 슬로시 힘 작용점 높이를 시험을 통해 추정하였다. 추정한 결과가 해석 결과와 비교적 잘 일치함을 확인 할 수 있었으며 추정기법의 정확성을 파악할 수 있었다. 향후 이 기법을 이용해 액체 연료 용기의 슬로시 모델 파라미터를 추정하는데 적용할 예정이다.

Innovative Liquid Damper for Wind-Induced Vibration of Buildings: Performance after 4 Years of Operation, and Next Iteration

  • Ghisbain, Pierre;Mendes, Sebastian;Pinto, Marguerite;Malsch, Elisabeth
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.117-121
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    • 2021
  • In 2016, an innovative liquid damper system was installed on the roof of a 35-story modular building in Brooklyn, NY to mitigate wind-induced movement of the structure. The new damper presented several advantages over traditional pendulum, liquid column or sloshing dampers, including lower fabrication and maintenance costs, modularity, and the flexibility to be tuned to a wider range of frequencies. The performance of the system was monitored on a regular basis over the past four years and found adequate, with only minor re-tuning and maintenance operations needed. Based on the experience and data gained through this project, a second iteration of the damper was developed. Called Hummingbird, the improved system further mitigates maintenance and tuning concerns, while allowing significant space savings.

실물크기 구조물에 설치된 동조액체질량감쇠기의 성능실험 (Performance Test of a Tuned Liquid Mass Damper installed in a Real-Scaled Structure)

  • 허재성;박은천;이상현;이성경;민경원;김홍진;조지성;조봉호;주석준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.449-457
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    • 2008
  • In this paper, a tuned liquid1) mass damper(TLMD) was proposed and experimentally investigated on its control performance, which can control bi-axial responses of building structures by using only one device. The proposed TLMD controls the structural response in a specific one direction by using a liquid sloshing of TLCD. Also, the TLMD reduces the response of structures in the other orthogonal direction by behaving as a TMD that uses mass of the container itself and liquid within container of TLCD installed on linear motion guides. Force-vibration tests on a real-sized structure installed with the TLMD were performed to verify its independent behavior in two orthogonal directions. Test results showed that the responses of a structure were considerably reduced by using the proposed TLMD and its usefulness for structural control in two orthogonal directions.

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