논문 상세보기
pp.109-119
아시아태평양 지역의 석유 제품 수요가 증가함에 따라, 해상에서 화학물질을 운반하는 탱커선의 운항이 늘어나면서 누출 사고 에 대한 우려도 증가하고 있다. 특히, 탱커선에 적재되는 화학물질 중 하나인 LPG는 비수용성이고, 폭발 하한계가 낮아 쉽게 폭발할 수 있기 때문에 해상에서 LPG 가스가 누출될 경우, 선박에서의 1차 사고뿐 아니라 인근 연안 지역으로 확산되어 2차 사고로 이어질 가능성 이 높다. 이에 본 연구에서는 한국해양대학교가 위치한 연안 지역 인근 해상을 운항 중인 화학물질 운반선에서 LPG 가스가 누출되는 상 황을 가정하고, CFD 시뮬레이션을 통해 학교까지 누출된 가스의 확산 범위를 예측하고자 한다. 연구 결과, 선박 위치에 따라 북쪽, 동쪽, 남동쪽 해상을 운항 중인 화학물질 운반선에서 누출된 가스는 각각 8초, 15초, 12초 만에 연안 지역에 도달하여, 전체 면적의 1/4, 1/6, 1/5 만큼 확산되었다. 또한, 선박에 적재된 가스가 모두 누출된 이후에도 연안지역 내 가스 농도는 각각 15초, 33초, 36초 동안 인화성 범위를 유지하였다. 가스 확산에 영향을 미치는 조건을 분석한 결과, 누출구 크기가 풍속보다 더 큰 영향을 미치는 것으로 확인하였다. 본 사례 연구의 해석기법을 활용해, 연안 항로를 운항 중인 선박에서 누출된 유해 가스가 인근 연안 지역에 확산되는 범위를 예측하고, 이를 기반 으로 기존 대응 지침을 보완하는 기초자료로서 활용되기를 기대한다.
With the increasing demand for petroleum products in the Asia–Pacific region, the operation of tanker vessels carrying chemicals has increased, leading to growing concerns over leakage incidents. The transportation of liquefied petroleum gas (LPG) poses a significant risk owing to its non-water-soluble nature and low lower explosive limit (LEL), making it highly susceptible to explosions. In the event of an LPG gas leakage at sea, there is a high likelihood of secondary incidents, as gases can spread from the initial accident on the vessel to nearby coastal areas. In this study, we aim to predict the dispersion range of leaked gas from a chemical tanker operating in the coastal waters near Korea Maritime and Ocean University using computational fluid dynamics (CFD) simulations, based on a hypothetical LPG gas leakage scenario. The results showed that leaked gas from tankers operating in the northern, eastern, and southeastern waters reached the coastal area in 8, 15, and 12 s, respectively, spreading over 1/4th, 1/6th , and 1/5th of the total area. Furthermore, even after the gas completely leaked from the vessel, the gas concentration within the coastal area remained within the flammable range for 15, 33, and 36 s, respectively. The analysis of the factors affecting gas dispersion revealed that the size of the leakage outlet had a greater impact than the wind speed. By applying the analytical methods used in this case study, the dispersion range of hazardous gases leaked from vessels navigating coastal routes is expected to be accurately predicted, providing foundational data to improve existing response guidelines.
Abstract
1. 서 론
2. 연구 조건
2.1 연구대상
2.2 선박위치 지정 기준
2.3 누출 및 풍속 조건
3. 시뮬레이션 조건
3.1 모델링
3.2 격자수 의존성 테스트
3.3 지배방정식 및 난류모델
3.4 경계조건
3.5 학교 내 가스가 확산되기 위한 선박 위치와 누출구 크기
4. 연구결과
4.1 선박 위치에 따른 가스 누출 결과
4.2 누출구 크기와 풍속에 따른 가스 누출 결과
5. 결론 및 고찰
5.1 결론
5.2 고찰
References
