LPG 운반선 화물창의 웨브 프레임 최소중량설계

박명철; 신상훈

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박명철 (경운대학교) 신상훈 (경운대학교)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제21권 제6호

발행연도: 2020.6

수록면: 103 - 108 (6page)

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일반적으로 LPG 운반선의 화물창은 국제해사기구(IMO)에서 정의한 독립형 탱크 Type A에 해당하며, 탱크의 외부는 폴리우레탄 폼으로 단열하고, 탱크는 영하 50도에서도 견딜 수 있는 값비싼 저온 강으로 제작된다. 따라서, 화물창 재료의 절감은 많은 비용의 절감으로 직결된다. 화물창은 외판, 격벽, 보강재, 웨브 프레임 및 스트링거로 구성된다. 그 중에서 외판, 격벽과 보강재는 구조해석 없이 선급 규정에 의해 설계될 수 있어 용이하게 최적 설계를 통해 설계된다. 하지만, 웨브 프레임과 스트링거는 구조해석을 통해 설계하고 선급승인을 받아야 하므로, 수없이 많은 구조해석을 포함하는 최적 설계는 사실상 수행하지 못하고, 수 십 번의 구조해석을 통해 설계치수를 결정하는 적정설계만을 수행하는 실정이다. 본 연구에서는 유한요소해석을 위해 2번 화물창을 대표 화물창으로 선정하여 8개의 하중조건을 적용하였고, 각 하중조건에 대한 선박 전체의 변형을 고려하였다. 또한, 탐색시간이 효과적인 미분 기반 최적화 기법을 통해 82,000m³ LNG 운반선의 웨브 프레임을 대상으로 최소중량설계를 수행하였다. 본 연구를 통해 총 48개의 설계변수 치수를 결정하였고, 척 당 약 108 톤의 강재를 절감하였다.

#LPG Carrier #International Maritime Organization #Web Frame #Minimum Weight Design #Gradient-Based Optimization Technique #Design Variables

참고문헌 (7)

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K. Y. Lee, P. D. C. Yang and C. M. Park, A Study on the Modeling of Relative Motion for the Cargo Tank Support Structure of Type A LPG Carrier, Journal of the Society of Naval Architects of Korea, vol. 46, no. 2, pp. 148-154, 2009. DOI: https://doi.org/10.3744/SNAK.2009.46.2.148

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