• 한국추진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.54-61
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• 2007

액체로켓추진시스템에서 추진제 가압시스템은 추진제가 저장되어 있는 탱크의 얼리지 공간에 가압제인 가스를 제어된 압력으로 공급하는 것이다. 이러한 추진제 가압시스템의 가장 중요한 설계변수는 가압제를 저장하고 있는 탱크에서 토출되는 가압제의 온도이며, 기체상태인 가압제의 밀도는 토출되는 가압제의 온도에 따라 민감하게 변한다. 일반적으로 고추력을 요구하는 극저온 추진제가 적용되는 추진기관에서는 가압제를 고밀도 고압으로 저장하여 가압제 탱크의 무게를 줄이기 위하여 가압제 저장탱크를 극저온 추진제 탱크 내부에 설치하는 극저온 저장 가압시스템을 사용한다. 본 연구에서는 가압제가 가압제 저장탱크에서 토출 될 때 강하되는 온도 변화를 실험 및 해석을 통하여 고찰하였다. 본 연구에 적용된 유체는 외부유체로 공기와 액체산소 그리고 가압제로 $GN_2$와 GHe를 각각 사용하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.133-141
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• 2024

유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 액체저장탱크의 유한요소 모형을 제시하고, 비선형 지진응답 해석기법을 정식화한다. 탱크 구조물은 기하 및 재료 비선형 거동을 고려할 수 있는 쉘 요소로 모델링한다. 유체의 거동은 acoustic 요소로 구현하고, interface 요소를 사용하여 구조물과 결합한다. 지반-구조물 상호작용을 고려하기 위해 지반의 근역과 원역을 각각 solid 요소와 perfectly matched discrete layer로 모델링한다. 예제 20만 kl급 액체저장탱크의 지진취약도 해석에 적용하여, 유연한 지반에 구조물이 놓인 경우 부지에서의 암반노두운동의 증폭 및 필터링으로 인해 지진취약도의 중앙값과 대수 표준편차가 감소하는 것을 관찰할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.383-390
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• 2020

유연한 지반에 놓인 액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물-지반 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로, 이 시스템의 지진응답과 피해를 정확하게 예측하기 위해서는 이를 엄밀히 고려하여야 한다. 이 연구에서는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 수행하고 그 응답 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 지진하중 작용 시 발생하는 유체의 동수압력 및 지반과 구조물 간의 상호작용력을 유한요소 기법을 사용하여 산정한다. 이때, 반무한 지반에서의 에너지 방사를 고려하기 위해 mid-point integrated finite element와 점성 감쇠기를 사용하여 지반 원역의 거동을 모사한다. 이와 같이 산정된 동수압력과 지반-구조물 상호작용력을 구조물의 유한요소에 작용시킨다. 자유장 해석을 통하여 입사 지진파에 의한 유효 지진력을 산정한다. 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 통하여 지반-구조물 상호작용의 효과로 인해 시스템 응답의 변화가 다양하게 나타남을 확인할 수 있다. 그러므로, 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 내진설계를 수행하거나 내진성능을 검토할 때는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여야 할 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.19-28
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• 1999

건물과 교량의 내진설계기준 제정작업이 활발하게 진행되고 있는 반면 탱크구조물에 대한 내진설계기준 제정작업은 아직 초기단계에 머무르고 있는 실정이다 탱크구조물이 지진에 의해 붕괴되는 경우 탱크자체의 파손 및 저장물의 손실에 의한 직접피해보다 저장물의 유출에 의한 피해파급이 더욱 심각한 상황을 초래할 수 있다 따라서 탱크구조물의 내진설계기준에는 탱크구조물의 동적 거동에 대한 해석 및 검토방법은 물론 이러한 피해파급을 최소할 수 잇는 조치가 포함되어야 한다 이논문에서는 원통형 액체저장 강탱크에 대한 내진설계기준의 제정에 필수적으로 고려해야 하는 설계개념과 원칙 해석방법 검토사항 및 피해파급 차단초치를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.21-29
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• 1987

직립원통형 액체저장탱크가 지진하중을 받을 때, 벽면 유연성이 벽면에 작용하는 유동압력에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 탱크 구조물은 환(ring)형 유한요소를 사용하여 이상화하였으며, 유동에 대한 해는 Laplace 방정식을 이용하여 구하였다. 쉘-유체계의 운동방정식은 자유표면거동과 벽면유연성의 상관효과까지 포함하여 구성하였으며, 이에 따른 쉘 거동과 자유표면거동에 대한 자유진동모우드를 해석하는 방법이 개발되었다. 예제해석으로는, 구조적 특성이 다른 몇개의 저장탱크에 대해, 응답스펙트럼 해석법과 시간영역 해석법을 사용하여 동적응답을 구하였고, 그 결과들을 비교 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.281-281
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• 2010

ITER 블랑켓 시험모듈(TBM)의 액체형 증식재 성능 시험용 루프의 설계를 완료하였고 현재시험용 루프를 제작 및 설치중이다. 액체형 증식재 성능 시험용 루프의 핵심 구성 부품인 액체 저장용 탱크, 전자석, EM 펌프들과 이들 장치들의 전원장치 및 제어장치를 제작 완료하였다. 액체형 증식재 성능 시험용 루프 설치를 위한 데크를 제작하였으며, 제작된 실험 데크의 총 지지하중은 10 톤 이상이다. 루프설치대 위에 성능 시험용 루프가 설치되며 루프 설치대는 $3\;m\;{\times}\;2.4\;m$ 의 직사각형으로 제작되었으며, 실험 종료 및 유지 보수 시 액체증식재의 drain을 고려하여 전체 루프는 각도 조절이 가능하도록 제작되었다. 루프내의 유량을 측정하기 위한 유량계, 전자석 자장의 변화에 따른 압력의 변화를 측정하기 위한 차압센서가 전자석의 양단에 설치되며, 시험용 루프에 흐르는 액체금속(PbLi) 및 루프관의 온도를 측정하기 위한 열전대가 설치된다. 루프 설치대를 기울였을 때 루프의 최상부에 액체금속 저장고 및 레벨센서를 설치하여 루프 내에 액체금속이 가득 채워졌는지를 레벨센서로 확인하며 루프 내에 잔존하는 기체가 저장고를 통하여 외부로 배출되게 하였다. 액체형 증식재 성능 시험용 루프 설치 후 실험은 고체 상태의 PbLi를 액체 저장용 탱크에 장착한 후 탱크의 열선의 온도 제어에 의한 PbLi의 용융점 확인, 시험용 루프에서의 전자펌프 성능 평가 등의 시험의 기본적인 실험을 수행한 후 자기장 환경에서 MHD 평가, 증식재의 순도 유지, 구조재의 부식 등의 시험을 수행할 예정이다.

• 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.

• 한국가스학회지
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• 제2권3호
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• pp.37-48
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• 1998

밀폐된 초저온액화가스 저장탱크에 액화질소의 충전량을 바꾸어 가면서 시간이 경과함에 따른 탱크 내부의 여러 가지 변화에 대해 조사하였다. 탱크 내부의 압력, 온도, 액체와 기체의 비율 등의 변화는 충전된 액체의 양에 의존한다. 탱크에 충전된 액체의 양에 따라 (1)액면이 높아지면서 액화를 동반하기도 하고, (2)액면이 높아짐에도 불구하고 초기에는 액체의 기화가 일어나다가 압력이 높아지면 다시 액화가 일어나기도 하며, (3)액면은 일정하게 유지되지만 액체의 기화가 일어나기도 하며, (4)액면이 낮아짐과 동시에 액체의 기화가 일어나는 등 다양한 변화를 나타내었다. 탱크에 액체를 가득 채우면 압력이 급상승하여 매우 위험하므로 안전수칙에 따라 $90\%$ 이하 충전해야한다. 탱크가 완전히 밀폐되어 있을 경우, 탱크를 액체로 가득 채우면 불과 5일만에 80bar의 압력상승을 가져오지만, $90\%$ 충전하면 5일 동안에 겨우 1.5bar의 압력상승이 일어난다. 그러나 어느 경우이건 액체를 충전한 채 탱크를 완전히 밀폐시킨 뒤 장기간 방치하는 것은 대단히 위험하다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.90-90
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• 2003

한국항공우주연구원은 액체추진기관 시스템을 이용한 3단형과학로켓(이하 KSR-III)을 국내 최초로 개발하여 비행시험을 수행하였다. 액체추진기관 로켓의 비행시험을 위해서는 이전의 고체 추진기관을 이용한 과학로켓 1, 2와는 달리 비행시험 조건에 부합하게 액체추진제 및 가압제 등을 공급하는 지상설비가 필요하다. 이에 한국항공우주연구원은 독자적으로 비행시험에 필요한 제반 설비를 갖춘 발사장을 구축하였다. KSR-III는 압축 헬륨가스(GHe)를 이용하여 연료(Jet A-1)와 산화제(LOx)를 가압하여 추력을 얻는 액체추진기관 시스템이다. 따라서 발사장에서의 지상공급설비는 유공압 설비와 발사시나리오에 따라 해당 부품을 제어하고 자료를 저장하는 제어/계측 설비 및 기타설비들로 구성되어 있다. 지상공급설비 중 유공압 설비는 LOx의 저장 및 기체 내 산화제 탱크의 충전을 위한 산화제 공급설비, Jet A-1의 저장 및 기체 내 연료 탱크의 충전을 위한 연료 공급 설비, 지상설비용 밸브구동 및 기체 내부 퍼지 등에 필요한 질소($N_2$)를 저장/공급하는 설비, 기체내부 밸브 구동 및 가압제로 사용되는 기체헬륨(He)을 저장/공급하는 설비들로 구성되어 있다. 이러한 구축된 공급설비는 기능시험, 연계시험 등의 각종 입증시험을 통해 그 성능을 검증한 후 단인증모델(SQTM)을 이용하여 발사 시나리오에 따른 추진제 공급능력을 입증한 후 KSR-III의 비행시험을 성공적으로 수행하였다. 수행된 연구결과는 향후 건설되어질 우주센터내의 발사장 기반설비 설계의 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1412-1415
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• 2005

Special considerations on the design of liquid storage tanks should be taken into account for seismic and wind loads. But Korean industrial standard KS B 6225 does not specify detailed guidelines for a design. It is therefore necessary to improve design guidelines for a seismic and wind-proof design in KS B 6225. The purpose of this study is provide a basis for the development of improved seismic and wind-proof design procedures, especially about seismic and wind loads.