• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.833-847
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• 2021

The horizontal porous baffle and its effect as an anti-slosh device have been investigated intensively in a swaying and rolling rectangular tank. To accurately assess the level at which porous baffles reduce liquid sloshing, the Matched Eigenfunction Expansion Method (MEEM) has been utilized as an analytical tool. The velocity potentials in the horizontal baffle-covered fluid region are expressed by the sum of the homogeneous and particular solutions to avoid solving the complex dispersion equation. By applying an equivalent linearized quadratic loss model, the nonlinear algebraic equation is derived and solved by implementing the Newton-Raphson iterative scheme. To prove the validity of the present theoretical model, a series of experiments have been conducted with different centered horizontal porous baffles with varying porosities and submerged depths in a swaying and rolling rectangular tank. Reasonably good agreements are obtained regarding the analytical solutions and the experiment's findings. The influence of porosity, submerged depth, and length of a centered horizontal porous baffle on anti-slosh performance have been analyzed, especially at resonance modes. The developed predictive tool can potentially provide guidelines for optimal design of the horizontal porous baffle.

• 한국항공운항학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2009

In this paper, reorientation based on angular momentum exchange is applied for a bias momentum stabilized satellite, which is equipped with a spherical fuel tank, and the effect of liquid slosh on the attitude properties such as inertia tensor and angular rate is investigated. In order to represent the slosh motion of liquid an equivalent mechanical model is adopted and full nonlinear equations of motion for three-body system are derived. Computer simulations are performed for several cases, which use the viscosity of liquid and the center location of the tank as input parameters, mainly in order to observe how the viscosity of liquid and the center location of the tank influence the spacecraft’s attitude. The investigation includes observing time-variations of the inertia tensor, especially presence of components of product of inertia during the maneuver.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.352-365
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• 2012

대표적 연안재해인 폭풍해일을 기상예보와 연동하여 신속하게 모의하고 즉각 예보하기 위한 초기 연구가 2012년 8월과 9월 서남해안으로 상륙한 태풍 Bolaven, Tembin 그리고 Sanba에 대해 수행되었다. JTWC 태풍경보에 근거한 신속모의는 반자동화된 방법을 통해 SLOSH 및 ADCIRC 모델에서 수행되었으며, 그 결과가 동화되고 웹에 게시되었다. SLOSH는 PC에서 1시간, ADCIRC로는 57,000개의 절점으로 구성된 북서태평양해역을 64 core의 병렬컴퓨터에서 태풍경보 발효부터 웹 게시까지 전 과정에 2시간이 소요되어 준실시간적인 즉각 예보의 기틀을 마련할 수 있었다. Bolaven에 대해 사후 관측된 해수면과 비교하면 주요 검조소에서 최대해일고는 2개 모형이 RMS 오차 0.17~0.19 m에서 만족하고, 최대해일고 발생시각도 1시간 이내에서 잘 일치하고 있어 상당히 만족스러운 결과로 판단된다.

• 한국항공운항학회지
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• 제13권3호
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• pp.34-42
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• 2005

The objectives of the study are to present simple physical and mathematical models of liquid fuel in the tank of an aerospace vehicle such launch vehicle or missile and to investigate its dynamic stability for a parameter space. In this paper, liquid in the container is modeled as multi-mass system subject to parametric excitations, and a stability diagram for determination of stable-unstable regions of the motion is obtained by using an analytical method. Also, computer simulations are conducted at various parameter points to verify the analytical results, and time histories of motion are compared to explain the effect of variation of parameters of the system.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.513-526
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• 2005

본 연구의 목적은 회전안정화 우주비행체 내부에 탑재된 유동질량의 운동을 보다 광범위한 파라미터 영역에 대해 해석하고, 관련 분야에서 활용할 수 있는 적정한 설계 기준을 제공하기 위한 것이다. 문제의 해석을 위해 perturbation 기법을 이용하였고, 그 결과로 파라미터 공간에서의 안정-불안정 영역을 결정할 수 있는 Ince-Strutt 선도를 구하였다. 해석 방법 및 확보된 결과의 적정성을 입증하기 위하여 선도에서 취한 여러 파라미터 값에 대한 수치적 시뮬레이션을 수행하였다. 유동체 운동의 위상평면 분석을 통하여 수행된 해석 과정 및 결과가 적정한 것으로 입증되었으며, 회전 비행체에 탑재된 유동질량의 운동은 파라미터 값의 선택에 따라 여러 가지 형태의 안정-불안정 현상을 유발함을 알 수 있었다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권1호
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• pp.95-95
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• 2004

The objectives of this study are to perform extensive analysis on internal mass motion for a wider parameter space and to provide suitable design criteria for a broader applicability for the class of spinning spacecraft. In order to examine the stability criterion determined by an analytical method, some numerical simulations will be performed and compared at various parameter points. (omitted)

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제3권1호
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• pp.41-52
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• 2017

This paper presents a numerical and experimental study of sloshing loads on liquefied natural gas (LNG) vessels. Conventional LNG carriers with membrane-type cargo systems have filling restrictions from 10% to 70% of tank height. The main reason for such restrictions is high sloshing loads around these filling depths. However, intermediate filling depths cannot be avoided for most LNG vessels except the LNG carrier. This study attempted to design a membrane-type LNG tank with a modified lower-chamfer shape that allows all filling operations. First, numerical sloshing analysis was carried out to find an efficient height of the lower-chamfer that can reduce sloshing pressure at partially filled conditions. The numerical sloshing analysis program SHI-SLOSH was used for numerical simulation; this program is based on SOLA-VOF. The effectiveness of the newly designed tanks was validated by 1:50-scale three-dimensional tank tests. A total of three different tanks were tested: a conventional tank and two modified tanks. As test conditions, various filling depths and wave periods were considered, and the same test conditions were applied to the three tanks. During the test, slosh-induced dynamic pressures were measured around the corners of the tank wall. The measured pressure data were post-processed and the pressures of the three different tanks were statistically compared in several ways. Experimental results show that the modified tanks were quite effective in reducing sloshing loads at low filling conditions. This study demonstrated the possibility of all filling operations for LNG cargo containment systems.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권4호
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• pp.351-358
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• 2003

회전안정화 로켓 모터를 이용하는 우주 비행체의 자세 불안정 현상을 수치적 실험을 통하여 연구하였다. 이전 연구에서는 해석적 방법을 통하여 주어진 우주 비행체에 대한 정상해를 구하고 실제 발생했던 공진과 유사한 공진조건을 찾았으나 정상해 근방에서의 안정도 또는 파라미터 공간 전역에서의 안정도가 어떻게 변하는 지를 알 수가 없었다. 따라서, 본 연구에서는 이전 연구결과를 기초로 하여 주어진 파라미터 공간 전역에서 수치적 실험을 통하여 유동체의 파라미터 값에 따라 위성체의 자세 안정도가 어떻게 변화하는지를 관찰하고, 시스템 설계에 필요한 파라미터들의 안정/불안정 영역을 결정하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.285-293
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• 2019

In the present paper, model tests of suppressing sloshing fitted with two perforated floating plates are carried out. The study involves identification of system performance such as the suppression and the solidity ratio. Three different solidity ratios of perforated plates have been tried out as potential positive slosh damping devices. A series of painstaking experiments have been conducted in a rigid rectangular tank on six degrees of freedom motion platform under roll harmonic excitation. Comparison of the clean tank shows that the three types of perforated plates are all effective on damping the run-up and impact pressure along the bulkhead. The parametric study indicates that the perforated plate with the median solidity ratio is the most optimal one in suppressing sloshing among three configurations.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1054-1060
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• 2013

회전익항공기 연료셀은 추락시 승무원의 생존성과 직결되는 구성품이다. 1950년대부터 미육군에서는 연료셀에 적합한 특성을 갖는 소재를 개발하기 위해 다양한 노력을 기울여왔다. 그 결과로 1961년에 MIL-T-27422A라는 항공기용 연료셀 설계규격이 처음 등장하였고, 수회의 개정을 거쳐 2007년 MIL-DTL-27422D라는 미군사 규격으로 발전되었다. 미군사 규격은 항공기용 연료셀 개발에서 가이드라인 되고 있는 중요한 지침서로써, 연료셀이 항공기에 장착되기 위해서는 사전에 규정된 인증시험을 통해 성능입증이 완료되어야 한다. 인증시험은 소재의 성능입증과 관련된 Phase I, 연료셀 자체의 성능입증과 관련된 Phase II 로 구분된다. 본 논문에서는 Phase II 인증시험 중 가장 중요하면서 실패 위험성이 큰 항목으로 평가되고 있는 슬로싱 및 진동시험, 내탄시험, 충돌충격시험에 대한 수행 절차 및 시험조건에 대해 살펴보고, 각 시험의 조건 및 절차에 대한 논리적 근거를 고찰하였다. 이러한 인증시험의 논리적 고찰은 인증시험 절차의 적절성과 시험 결과에 대한 합리적 판단 능력을 향상시켜 항공기 개발에 있어서 향후 보다 체계적인 개발이 가능해 질 것으로 사료된다.