• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.667-679
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• 2020

As the LNG carrier operates in ice covered waters, it is key to ensure the overall safety, which is related to the coupling effect of ice-breaking process and internal liquid sloshing. This paper focuses on the sloshing simulation of the ice-breaking LNG carrier, and the numerical method is proposed using Circumferential Crack Method (CCM) and Volume of Vluid (VOF) with two main key factors (velocity νx and force Fx). The ship motion analysis is carried out by CCM when the ship navigates in the ice-covered waters with a constant propulsion power. The velocity νx is gained, which is the initial excitation condition for the calculation of internal sloshing force Fx. Then, the ship motion is modified based on iterative computations under the union action of ice-breaking force and liquid sloshing load. The sloshing simulation under the LNG tank is studied with the modified ship motion. Moreover, an ice-breaking LNG ship with three-leaf type tank is used for case study. The internal LNG sloshing is simulated with three different liquid heights, including free surface shape and sloshing pressure distribution at a given moment, pressure curves at monitoring points on the bulkhead. This present method is effective to solve the sloshing simulation during ice-breaking process, which could be a good reference for the design of the polar ice-breaking LNG carrier.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2017년도 특별논문집
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• pp.93-104
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• 2017

IMO type C independent tank is one of the cargo containment system specified on IGC code. It is normally adopted for small and medium size liquefied gas carrier's cargo containment system and it can be applied to fuel tank of LNG fueled vessel. This study focuses on rule scantling process and evaluation methods in early design stage of type C independent tank. Actual design results of 22K LPG/Ammonia/VCM carrier's No.2 cargo tank are demonstrated. This paper presents the calculation methods of design acceleration and liquid height for internal design pressure as defined on IGC code. And this paper shows the applied results of classification rules about shell thickness requirement and buckling strength. Additionally this paper deals with evaluation methods of structural strength and cumulative fatigue damage using FE analysis.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.529-537
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• 2021

LNG 운반선은 선체와 화물창이 일체형인 멤브레인 타입을 적용한 대형선을 중심으로 건조되어 왔으나, 최근 친환경 연료인 LNG의 수요 증가 및 LNG 벙커링 인프라 확대로, 중소형 운반선에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 중소형 LNG 운반선에 IMO B 형식 탱크를 적용하고 설계의 안정성 및 적합성을 검증하는 것을 목표로 하였고, B 형식 탱크를 적용하는 경우 필수적으로 수반되는 파괴역학 기반의 균열 진전 해석 및 가스 누출을 대비하여 설치되는 부분 2차 방벽의 크기의 결정을 위한 내용을 소개하였다. LNG 운반선 적용에 적용되는 국제 규정인 IGC 코드를 이용하여 설계 수명동안 균열 진전 해석에 적용될 응력 분포를 산정하는 방법을 제시하였고, Paris 법칙과 British Standard 7910 (BS 79110) 기반의 균열 진전 해석 프로그램을 개발하여 표면 균열 진전 해석을 수행하였다. 다음으로 2차 방벽의 크기를 결정하기 위하여, 초기 관통 균열의 크기를 가정할 수 있는 방법론을 제시하고, 균열 감지 후 회항 가능 기간인 15일 동안의 관통 균열 진전 해석을 수행하여 국제 규정에서 요구하는 B 형식 화물 탱크의 안정성 및 적합성을 검증하였다. 더 정확한 피로 균열 진전 해석을 위하여 코드 기반에 더하여 직접 해석을 통한 해석 절차 개발 및 검증이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.103-108
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• 2020

일반적으로 LPG 운반선의 화물창은 국제해사기구(IMO)에서 정의한 독립형 탱크 Type A에 해당하며, 탱크의 외부는 폴리우레탄 폼으로 단열하고, 탱크는 영하 50도에서도 견딜 수 있는 값비싼 저온 강으로 제작된다. 따라서, 화물창 재료의 절감은 많은 비용의 절감으로 직결된다. 화물창은 외판, 격벽, 보강재, 웨브 프레임 및 스트링거로 구성된다. 그 중에서 외판, 격벽과 보강재는 구조해석 없이 선급 규정에 의해 설계될 수 있어 용이하게 최적 설계를 통해 설계된다. 하지만, 웨브 프레임과 스트링거는 구조해석을 통해 설계하고 선급승인을 받아야 하므로, 수없이 많은 구조해석을 포함하는 최적 설계는 사실상 수행하지 못하고, 수 십 번의 구조해석을 통해 설계치수를 결정하는 적정설계만을 수행하는 실정이다. 본 연구에서는 유한요소해석을 위해 2번 화물창을 대표 화물창으로 선정하여 8개의 하중조건을 적용하였고, 각 하중조건에 대한 선박 전체의 변형을 고려하였다. 또한, 탐색시간이 효과적인 미분 기반 최적화 기법을 통해 82,000 ㎥ LNG 운반선의 웨브 프레임을 대상으로 최소중량설계를 수행하였다. 본 연구를 통해 총 48개의 설계변수 치수를 결정하였고, 척 당 약 108 톤의 강재를 절감하였다.

• Composites Research
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• 제22권2호
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• pp.14-17
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• 2009

접착제에 의한 접합기술은 다양한 목적과 환경에서 널리 사용되는 방법이다. 그 중 우레탄 접착제는 액화천연가스 운반선과 같이 극저온에서 사용되는 환경에서의 접착에 사용되고 있다. 현장 적용에 있어, 본 접착제를 사용시 경화된 접착제 층의 기공들이 발생하게 된다. 본 연구에서는 우레탄 접착제와 Triplex 복합재료 접착에 있어 인공적으로 기공을 제작 삽입 후 전단응력 (Single Lap Shear) 시험을 실시하여 그 영향을 검토하였다. 실험 결과 접착력은 본 시험에서 적용한 기공의 크기 및 위치에 영향을 받지 않는다는 것을 확인하였다.