모듈형 LNG Tank의 외조를 구성하는 SCP(sandwich concrete panel)에 대해서 중속충돌시험기로 충돌시험을 수행하고 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 충돌시험에 사용된 시험체는 가로세로 각각 2m로 외조의 일반단면과 연결부단면의 특성을 가지도록 제작하였다. 51kg의 탄자를 설계기준에 규정된 충돌에너지를 갖도록 중속충돌시험기로 45m/sec로 이상의 속도로 가속하여 충돌시켰다. 이런 충돌시험을 두 차례 반복하고 시험체의 극한능력을 평가하기 위하여 충돌속도를 2배로 하여 충돌시켰다. 충돌시험의 수치해석 모델은 LS-DYNA를 이용하여 수행되었다. 외측의 강판와 그 사이의 충진콘크리트를 고 체요소로 모델링하고 전단연결재는 보요소를 이용하여 모델링하였다. 강재의 재료모델은 탄소성 및 파단거동을 고려하였으며 콘크리트의 재료는 CSCM재료로 모델링하였다. 해석에서 전면부의 충돌변형은 시험에서 얻어진 변형과 유사한 값을 얻었으나 후면부의 변형은 시험결과와 다소 작은 값을 보였다. 일반부 단면에 대한 2배속 충돌시험에서는 전후면의 강판이 파 손되었으나 해석결과에서는 전면부의 강판만 파손되었다. 수치해석에서 충돌에너지는 주로 충진 콘크리트로 전이되었는데 이는 이전 연구에서 보였던 고에너지를 가진 충돌의 경우와 다른 경향이다. 작성된 모델은 구조적으로 보수적인 결과를 보 이므로 실제 설계에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 가스추진 174K급 LNG 운반선의 가스 압축기실에서 발생하는 가스누출 모사를 통해 가스탐지기의 최적 위치를 분석 하였으며, 새로 개정된 IGC 코드에 명시된 안전규정을 만족하는 합리적인 방법도 함께 제안하였다. 가스압축기실에서의 LNG 가스누출 수치해석을 위해, 실제 ME-GI 엔진이 장착된 174K급 LNG 운반선의 압축기실 형상과 장비, 배관의 배치와 같은 치수로 3D 설계되었다. 가 스누설에 대한 시나리오는 305 bar의 높은 압력과 1 bar의 낮은 압력을 적용하여 진행하였다. 고압용 핀홀의 크기는 4.5, 5.0, 5.6 mm이고 저압용은 100, 140 mm이다. 해석 결과, 5.6 mm 핀홀(고압)과 100, 140 mm 핀홀(저압) 상태의 누출에 대한 환기평가에서 가연성 가스농도는 심 각한 위험이 없음을 확인하였다. 그러나 개정된 IGC 코드에 따라 설치된 압축기실의 가스 감지 센서의 실제 위치는 다른 지점으로 이동 해야 하고, 측정 지점이 현 규정에서 요구하는 것보다 더 추가되어야 함을 확인하였다.

이 연구에서는 기초의 종류에 따라 지반-구조물 상호작용(SSI) 효과가 LNG 저장탱크의 지진응답해석에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력과 내조탱크의 밑면전단력 및 전도모멘트를 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 고정 기초해석에 의한 외조와 내조탱크의 지진응답이 SSI 효과로 인한 지진응답보다 매우 컸다. (2) SSI의 효과가 내조탱크와 외조탱크의 동적응답에 미치는 영향은 기초의 형식에 따라 다르게 나타난다. (3) 말뚝지지 전면기초에서 동다짐 효과에 의한 구조물 응답의 변화는 약 10%로서 무시할 수 없을 정도로 큰 것으로 나타났다.

The Port of Pyeong Taek is located on the west coast, meaning that the difference between the rise and fall of tide is great (flood tide 1.8 to 2.9 knots, ebb tide 1.6 to 2.9 knots). Due to mainly N~NW’ly strong winds & high waves during winter, navigating as well as loading & discharging vessels must focus on cargo handling. The strong tidal and wind forces in the Port of Pyeong Taek can push an LNG carrier away from its berth, which will end up causing forced disconnection between the vessel’s cargo line and shore-side loading arm. The primary consequence of this disconnection will be LNG leakage, which will lead to tremendous physical damage to the hull and shore-side equipment. In this study, the 125K LNG Moss Type ship docked at No. 1 Pier of the Pyeong Taek is observed, and the tension of the mooring line during cargo handling is calculated using a combination of wind and waves to determine effective mooring line and mooring line priority management. As a result if the wind direction is 90° to the left and right of the bow, it was found that line monitoring should be performed bearing special attention to the Fore Spring Line, Fore Breast Line, and Aft Spring Line.

본 연구에서는 LNG 공급계통시스템의 재기화 공정에서 배관 손상으로 인한 누출사고 발생시 LNG 성분 및 누출공의 크기에 따른 연소특성에 대한 피해범위를 산출하고, 피해영향을 해석하였다. LNG 성분에 따른 연소특성을 확인하기 위하여 7곳의 LNG 산지별 위험도를 확인한 결과 산지별 큰 차이를 보이지 않았으나, LNG 구성성분 중 메탄의 함유량이 많을수록 플래시화재 발생범위 및 증기운 폭발에 의한 과압이 발생하는 위험범위 그리고 제트화재 발생에 의한 열 복사량 피해영향이 다른 산지에 비해 비교적 낮음을 알 수 있었다. 또한 배관 누출공의 크기에 따라 누설, 파공, 파괴 3단계에 나누어 위험 범위 및 폭발에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였으며, 플래시화재로 인한 피해영향범위를 계산하고, 이에 따라 LNG 누출시 화재가능 위험범위를 확인했으며, 과압의 영향 및 복사열로 부터의 피해범위를 예측할 수 있었다. 이를 통해 LNG 조성 및 배관 누출공의 크기가 화재 및 폭발에 미치는 영향을 예측할 수 있었다.