단방향 유체-구조 연성 해석을 이용한 LNG 화물창의 슬로싱 하중 및 응력 평가

Title
단방향 유체-구조 연성 해석을 이용한 LNG 화물창의 슬로싱 하중 및 응력 평가
Authors
이성제
Keywords
단방향유체구조연성해석을이용한lng화물창의슬로싱하중및응력평가
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
전 세계적인 LNG 수요 증가에 따라 LNG 운반선 화물창의 대형화 및 부분 적재가 불가피하다. 대형화 및 부분 적재로 인하여LNG의 슬로싱 현상에 의한 압력 하중이 증가하게 되었다. 따라서 LNG 운반선 화물창의 구조적 안전성 판단이 중요한 설계 요소가 되었다. 슬로싱 현상에 의한 구조 안전성을 평가하는 가장 이상적인 방법은 유체 영역과 화물창 방열 구조의 상호 작용을 완벽하게 구현하는 것이다. 그러나 유체-구조 상호 작용을 엄밀하게 고려하여 안전성을 판단하기 위해서는 방대한 계산 시간이 요구될 뿐만 아니라 결과의 정확성을 확신하기는 어렵다. 불규칙적인 슬로싱 압력을 삼각파 등의 형태로 이상화하여 화물창의 구조 강도를 평가하는 방법이 적용되고 있지만, 슬로싱 압력의 복잡성을 고려하기는 어렵다. 본 연구에서는 슬로싱 하중을 받는 구조의 안전성을 평가함에 있어 쌍방향(2-way) FSI(Fluid-Structure Interaction)에 요구되는 방대한 해석 시간 및 수렴의 어려움을 보완하기 위한 방안을 제시하고자 한다. 이를 위하여 단 방향(1-way) FSI 기법을 적용한 슬로싱 압력 평가 방법 및 예제를 제시하였다.
Description
제1장 서론 1 1.1 연구의 배경 1 1.2 연구의 목적 및 내용 3 제2장 슬로싱 하중에 의한 구조안전성 평가 절차 5 2.1 Global procedure of sloshing assessment5 2.2 Procedure of one way FSI 8 제3장 슬로싱 하중을 받는 탱크의 수치해석 11 3.1 CFX 및 DYTRAN을 이용한 슬로싱 해석 검증 11 3.1.1 해석 모델 11 3.1.2 Numerical scheme of sloshing analysis 14 3.1.3 결과 비교 17 3.2 Sloshing assessment를 위한 CFD analysis 19 3.2.1 해석 모델 19 3.2.2 CFD 해석 결과 검증 21 3.3 압력 및 속도의 이상화 23 3.3.1 Distributed load for linear-static analysis 25 3.3.2 Idealized triangular impulse for linear dynamic analysis 26 3.3.3 Maximum velocity for one way FSI 28 제4장 Structural analysis 29 4.1 Mark Ⅲ형 방열 시스템의 개요 29 4.2. 구조해석 모델 개요 30 4.3 Linear static/dynamic analysis 34 4.4 One way FSI analysis 36 4.4.1 CFD analysis의 특징 38 4.4.2 유체 충격 CFD analysis 40 제5장 결론 46 5.1 해석 결과 46 5.2 결론 51 참 고 문 헌 53
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22746
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College of Engineering(공과대학) > Naval Architecture & Ocean Engineering(조선해양공학) > Theses(조선해양공학 석박사 학위논문)
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