• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.52-58
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• 2016

최근 빈번한 지진발생으로 인한 구조물에 대한 안전성에 대한 관심이 증대하는 가운데 면진시스템은 신축 구조물뿐만 아니라 기존 구조물에 대해서도 구조물 자체의 기능이나 미관을 손상시키지 않고 효과적으로 내진성능을 향상시킬 수 있는 방법이며, 지진을 경험한 외국에서 이미 그 효율성이 입증된 방법이다. 본 연구에서는 스테인리스 물탱크를 대상으로 지진에 대한 안전성 확보를 위해 천연고무받침(NRB)을 이용한 면진시스템을 제안하였다. 이에 대해 비면진 물탱크와 천연고무받침이 설치된 물탱크의 내진성능을 평가하기 위해 진동대 실험을 실시하였다. 물탱크에 변위계를 설치한 후 0.0m, 1.5m, 2.5m 수위별로 인공지진파 0.154g, 0.231g, 0.341g, 0.348g를 가진하여 비면진 물탱크와 천연고무받침이 설치된 물탱크에 거동 특성을 비교 분석하였다. 진동대 실험 결과 수위 2.5m의 경우 면진 물탱크에서 전반적으로 면진시스템의 감쇠효과가 나타나지만, 수위 0.0m, 1.5m의 경우 비면진 물탱크보다 면진 물탱크에서 큰 변위가 발생하는 것으로 나타났다. 이는 물탱크 수위에 따른 중량이 면진시스템의 감쇠효과에 영향을 미치는 것으로 판단되며 면진시스템을 이용하여 물탱크의 내진 보강을 할 경우 유체의 저장 수위에 따라 지진격리받침을 설계해야 할 것으로 판단된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.185-190
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• 2019

본 연구에서는 다양한 물탱크의 형상에 따른 입출구의 유동 조건들에 따른 물탱크 내부에서 발생하는 유동특성을 전산 유체 역학 프로그램인 ANSYS CFX를 이용하여 분석하였다. 또한 다양한 물탱크의 형상에 따른 입, 출구의 유동 조건들에 변화를 주어 어떤 모델이 가장 효율적인지를 알아보았다. 모델 A, B, C에 같은 재질을 적용하였다. 유동해석 결과로서는 모델 B가 가장 좋은 유동의 속도를 보이고, 모델 C는 유동에 가해지는 압력이 가장 높은 것으로 나타났다. 이로써 물탱크가 제품의 형상에 따라 같은 재질을 가지더라도 그 유동 속도와 압력은 달라졌다. 따라서 본 유동해석 결과를 통하여 제품의 형상에 따라 유동의 흐름에 좋은 탱크를 개발 할 수 있다고 사료된다. 본 연구 결과를 토대로 유체 탱크의 형상에 따른 유동의 해석 데이터를 실생활에 융합하여 그 미적 감각을 나타낼 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.239-245
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• 2008

본 연구에서는 현재 위험물 수송용 탱크 화차에 대하여 수행되고 있는 구조해석 방법에 대한 문제점을 보완하기 위하여 국내에서 운행중인 위험물 수송용 탱크차의 종류와 특성을 조사하고 그 중 아스팔트 탱크화차의 비압력식 탱크에 대하여 탱크 화차의 구조적 특성을 고려하는 유한요소법을 이용한 구조적 강도평가 방법을 제시하였고 이를 위하여 JIS E 7102에 기술되어있는 탱크화차의 강도설계를 위한 실차 시험방법 절차를 유한요소법으로 구현하여 해석하였다. 그 결과 탱크를 지지하는 새들과 탱크와의 접촉부에서 최대응력이 발생하였으나 이는 JIS 규격에서 제시하는 평가기준을 초과하지 않았다. 이로써 아스팔트 탱크화차의 탱크는 충분한 구조적 강도를 갖고 있다는 결과를 도출하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.981-986
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• 1995

이 논문의 목적은 축대칭 프리스트레스트 콘크리트 탱크의 시간의존성 유한요소해석법을 제안하는 것이다. 오늘날 PC구조물은 교량, 포장판, 해상구조물, 원자로 격납구조물, 대규모 액체저장용 탱크 등 여러 형태의 구조물에서 그 사용 예를 쉽게 찾아볼 수 있다. 특히 본 논문에서 고려하고자 하는 압력창기나 액체 저장용 탱크의 경우 유체압력 등의 내부압력에 의해 발생하는 균열은 프리 스트레스를 도입함으로써 매우 효과적으로 제어할 수 있기 때문에 상당히 유리한 구조형식이 된다. 그러니 이러한 구조물의 해석과 설계에 있어서 균열의 예측과 더불어 콘크리트의 크리이프, 건조수축 및 PC강재의 리락세이션 등과 같은 시간 의존성 변형으로 인한 프리스트래스의 손실, 여러 단계의 긴장력을 도입함으로써 발생하는 순간변형인 탄성단축 및 이로 인한 긴장력 감소 등을 정확히 계산하는 일은 매우 복잡하고 어려운 일이다. 본 논문에서는 크리이프, 건조수축 및 리락세이션 등과 같은 시간의존성 변형과 순차적으로 다단계의 프리스트레스 도입으로 인한 순간변형 및 탄성단축의 영향을 고려한 축대칭 PC 탱크 구조물의 시간에 따른 거동 및 긴장력의 변화를 유한요소법을 적용하여 해석할 수 있는 해법체계를 정리하고 이를 전산 프로그램화하여, 축대칭 PC탱크 구조물의 시간 의존성 거동에 대한 보다 정밀한 해석을 수행하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.96-100
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• 2020

산업단지내 위험물 저장탱크 기초의 결함으로 인한 위험물질의 유출사고는 인근 지역의 대형 인명사고 및 대형화재를 일으킬 수 있으므로 기초의 설계 및 시공단계에서 세심한 주의를 기울여야 한다. 본 연구에서는 기존 위험물탱크 단지가 건설된 대표지반을 선정하여 3차원 모델링에 의한 유한요소 수치해석을 수행하였으며, 위험물 저장탱크 기초의 안정성 평가를 위하여, 대표적인 탱크 기초 유형을 4종류로 분류하고 각 유형에 대한 해석을 수행하였다. 결과적으로, 탱크기초의 응력 및 침하량 크기와 분포 특성은 링월기초의 경우 옆판 직하부분이 탱크 중심부에 비해 40배 이상의 응력이 집중되는 경향을 보였으며, 침하영향범위는 수평방향으로 탱크 반경만큼, 수직방향으로 탱크 직경만큼으로 나타났다. 본 분석결과를 활용하여 각 기초 유형별로 위험물 저장탱크의 설계 및 품질관리 가이드라인을 제시하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.29-40
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• 1999

주거용 건축물은 구조적 측면에서 고려해야할 많은 문제점을 안고 있다. 특히 건물이 고층화 될수록 동적인 특성으로 인해 바람 또는 지진과 같은 황하중의 영향애 커진다. 풍하중과는 달리 지진하중은 비슷한 구조물일지라도 동적특성에 의해 결정되고 예측이어렵다. 본 연구의 목적은 지진 발생이 아파트 옥탑층 물탱크가 건물의 거동에 미치는 영향을 파악하는 것이다. 옥탑층 물탱크가 건물의 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 옥탑층 물탱크를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 동적해석을 수행하였다 또한 옥탑층 물탱크가 구조부재에 미치는 영향을 파악하기 위하여 아파트 건물의 구조설계를 수행하였으며 지진하중의 영향을 평가하기 위하여 최대지진가속도를 변화시키면서 구조설계를 수행하였다 옥탑층 물탱크가 건물의 전체적인 거동에는 많은 큰 영향을 미친 것으로 나타났으나 각 부재의 설계에는 영향을 미치지 않았으며 0.4g의 최대지진가속도에서 일부 부재가 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.165-172
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• 2008

위험물저장 탱크기초의 결함으로 인한 인화성물질의 유출사고는 산업단지의 대형화재를 야기시킬 수 있으므로 탱크기초의 설계 및 시공단계에서 세심한 주의를 기울여야 한다. 본 연구에서는 위험물저장탱크 기초의 설계 및 시공 가이드라인을 제시하기 위하여, 대표적인 탱크기초 유형을 분류하고 각 유형에 따른 대표단면을 모델링한 수치해석(3D FEM)을 수행하였으며, 수치해석 결과로 나타난 탱크기초의 응력 및 침하분포를 비교 평가하여 각 기초 유형별로 위험물저장탱크 설계 및 시공단계에서 유의 하여야할 사항을 검토하였다.

• 한국가스학회지
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• 제11권4호
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• pp.85-90
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• 2007

본 논문에서는 유한요소법을 사용하여 댐핑안전 구조물을 설치한 완전밀폐식 LNG 저장탱크 시스템의 강도안전성에 대해 해석하였다. 내부탱크의 FEM 해석을 위해, 탱크에 저장된 LNG에 의한 유체정압, 초저온 온도하중, BOG 압력, LNG 자중량, 내부탱크의 코너 측벽면에 가해진 침하하중 등과 같은 모든 복합하중을 내부탱크 구조물에 적용하였다. FEM 계산결과에 의하면 기존의 내부탱크는 주어진 모든 하중 조건에 대하여 안전하지만, 압축 스프링과 같은 댐핑안전 구조물은 탱크시스템의 안전성을 확보하는데 대단히 유용한 구조물일 것이라는 사실이다. 따라서 스프링의 강점도를 높이고 최적의 설치위치를 찾으면 스프링 구조물에 의해 탱크시스템의 댐핑강도 안전성을 증가시킬 수 있는 중요한 설계요소가 될 것이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.285-288
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• 2010

유체저장탱크가 외부로부터 지진과 같은 동적하중을 받게 될 경우 유체와 구조물의 상호작용(Fluid-Structure Interaction)으로 인하여 일반적인 구조물과는 상이한 거동을 보이게 된다. 이러한 복잡한 상호작용을 고려하여 현재 내진 설계에서는 Housner와 Haroun의 이론을 적용한 단순화 모델들이 사용되고 있다. 이들 모델은 유체의 거동을 대류(convective) 성분과 충격(impulsive) 성분으로 구분하여 집중질량으로 단순화 한다. 하지만 점차 대형화되고 있는 유체저장탱크의 정확한 동적 거동 특성을 파악하고, 지진하중과 같은 방향성을 가진 하중에 대한 구조물의 정확한 응답을 해석하려면 단순화 모델의 적용성 검토가 필요하다. 본 연구에서는 지진하중을 받는 유체저장탱크의 동적거동을 집중질량 모델과 3차원 모델을 이용하여 해석하였다. 나아가 해석결과의 차이를 분석하여 단순화 모델의 정확도 향상을 위한 내진설계변수 산출에 관하여 향후 연구방향을 제시하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권2호
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• pp.69-78
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• 2003

태양열을 동력원으로 하여 열에너지를 동력으로 변환, 물을 양수할 목적으로 저온 상변화물질인 펜탄을 작동물질로 하는 에너지변환장치를 제작하여 실험하였다. 장치는 각부의 크기를 그 기능과 상호작용 원리에 따라 논리에 맞게 최적 설계하였다. 장치의 제작 후 실험을 통하여 그 운전 특성을 분석하여 성능향상에 필요한 자료를 획득하고자 하였다. 작동물질인 펜탄을 가열하는 탱크 내부의 온도는 사이클 경과시간에 따라 약 $40­86^{\circ}C$ 범위에서 변동하고 있었으며, 물탱크내 온도 약 $23­24^{\circ}C$, 공기탱크 내 온도 $22­23.5^{\circ}C$ 범위에서 비교적 일정하게 유지되고 있었다. 응축기내의 온도와 냉각수출구 온도는 냉각수입구 온도수준에 따라 정의 상관관계로 변하고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 열 교환 능력도 냉각수 온도수준이 낮을수록 커진다는 것을 확인하였다. 물탱크 내 온도와 응축기내 온도가 상당히 차이가 나므로 물탱크와 응축기와의 연결거리를 최소화하고 연결파이프 크기를 큰 것으로 하여 내부물질이동 저항을 줄이는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실험 중 양수량은 1.6­2.4 liter로 나타났으며, 냉각시간의 수준에 따른 물탱크내의 흡입물높이 상승은 차이를 나타내지 않았다. 응축기로부터의 냉각수 배출파이프가 연장되지 않은 경우 냉각수 유량이 5.9 liter/min 이었으나 연장파이프가 있을 때는 2.3 liter/min으로 나타났다. 이러한 현상에서 양수하는 물의 온도가 낮고 유량이 부족한 경우에는 연장파이프를 이용하는 것이 좋고, 냉각수치 양은 풍부하지만 그 온도가 낮지 않은 경우에는 연장파이프를 이용하지 않는 것이 좋다는 사실을 알 수 있다. 실험에서의 응축기내 냉각수의 최대 열교환량은 95.75 kJ/min로 나타났다. 작동물질가열탱크와 기액 분리탱크 내의 압력은 0.13­0.14 MPa.a, 물탱크와 응축기내의 압력은 약 0.11 MPa.a정도로 나타났다.