Journal of the Society of Naval Architects of Korea (대한조선학회논문집)

The Society of Naval Architects of Korea (대한조선학회)
권호 표지

A Study on the Sloshing of Cargo Tanks Including Hydroelastic Effects

유탄성을 고려한 탱크내 슬로싱에 대한 연구

  • 이동연 (삼성중공업 거제조선소 유체연구파트) ;
  • 최항순 (서울대학교 조선해양공학과)
  • Published : 1998.11.01
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Abstract

The sloshing is very important in a safe transport of the liquid cargo by a ship. With the increasing number of supertanker and LNG carriers, this problem has become increasingly more important. In order to study the magnitude and characteristics of impact pressures due to sloshing, experiments ware performed with a rectangular tank and compared with numerical results. Structural responses of tank wall under impulsive pressures were measured. Structural vibrations induced by the sloshing load were analysed by including hydroelastic erects in terms of added mass and damping. To check the validity of the numerical model, the natural frequencies of plate in air and water were compared with measurements, and a good agreement was found. In the case that a plate vibrates under impulsive loads, the pressure on the flexible plate is larger than that on the rigid plate without hydroelastic effects, which was confirmed experimentally. The frequency of oscillatory pressure as well as accel%pion coincides with the natural frequency of plate in water.

선박이 대형화되고, LNG선의 건조가 활발해지면서 액체화물탱크의 내부유동을 뜻하는 슬로싱에 대한 연구가 중요해지고 있다. 슬로싱에 의한 충격압력의 크기와 특성을 파악하기 위하여 직사각형 모델에 대한 체계적인 실험을 수행하여 회전각, 동요주파수, 적재수심에 따른 내부유동의 특성을 분석하였고, 충격압력이 가해지는 탱크벽면의 구조응답을 계측하여 유탄성효과를 고찰하였다. 탱크의 내부유동은 고차경계요소법을 이용하여 해석하였고, 평판의 진동에 의해 유기되는 유체력은 고유함수 전개법을 이용하여 부가질량과 감쇠력으로 표현하였다. 충격하중이 작용하는 경우 유탄성 효과를 고려한 탱크 벽면은 부가질량의 영향으로 그 때의 수심에 해당하는 접수진동수로 진동하였고, 벽면에서 압력은 유탄성효과를 고려하지 않은 경우에 비해 두 배 이상 크게 나타났다. 이를 실험과 계산에서 모두 확인하였고, 충격하중에 의한 평판의 거동에서 유탄성효과를 규명하였다

Keywords

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