LNG 화물창 내 슬로싱 충격하중의 Outlier 처리 방법 및 장기 예측 절차 개발

Abstract

본 논문은 실험적 접근법을 이용한 LNG 화물창 내 슬로싱 하중의 장기 예측 절차 개발에 관한 내용을 다루고 있다. 최근 기술의 고도화와 경제성의 이유로 LNG 운반선이 점차 대형화 되는 추세이며 이에 따라 LNG 저장탱크의 크기도 자연스레 커지게 되었다. 탱크의 크기가 커짐에 따라 탱크 내부유동의 공진주기는 선박의 운동주기에 더욱 가까워지게 되었고, 이로 인해 슬로싱 하중에 대한 해석은 선박의 설계단계에서 고려되어야 할 필수 항목이 되었다. 슬로싱 문제의 실험적 접근법에 대한 기존의 많은 연구들이 있었고 최근 각 국제 선급들에서 해석방법에 대한 가이드를 제시하고 있다. 그러나 각 기관에서 제안하는 해석 절차가 서로 달라 실험 조건의 선정, 실험 분비 및 실험 방법 등에 대한 기준이 불명확하여 모든 기관의 기준을 만족하는 실험을 수행하기에 어려움이 있다. 또한 실험결과를 바탕으로 설계하중을 도출하는 절차 또한 차이가 있어 같은 실험 데이터를 바탕으로 서로 다른 결과를 도출할 가능성이 있었다. 본 연구에서는 슬로싱 하중 장기 예측을 절차를 개발한다. 모형실험을 통한 슬로싱 하중 장기 예측에 있어 슬로싱 해석조건 선정, 모형실험 수행, 실험결과의 해석 등의 주요 사안과 관련하여 국내조선소 및 국제선급이 공통적으로 합의할 수 있는 수준의 절차 구축을 목표로 하였다. 이를 위해 기존에 정립된 국제 선급 및 국내 조선소의 슬로싱 해석 절차들을 조사하여 기존의 절차들의 공통점 및 문제점을 파악, 해석 결과의 신뢰도를 높일 수 있는 개선된 장기 슬로싱 하중 예측 절차를 제안하였다. 이렇게 제안한 슬로싱 하중의 장기 예측 절차를 기반으로 하여 실제 운항중인 LNG 운반선의 화물창에 대한 장기 슬로싱 하중을 추정하였다. 개발된 절차를 따라 도출한 장기 슬로싱 하중 결과를 동일한 모델에 대하여 기존의 하중 예측 절차를 적용한 결과와 비교하여 본 연구에서 제안하는 슬로싱 하중의 장기 예측 방법의 효용성을 검토하였다. 본 연구에서 제안하는 데이터 해석방법을 적용 시 동일한 실험결과를 바탕으로 기존의 방법보다 신뢰도 높은 결과를 얻을 수 있음을 장시간 모형실험 데이터를 바탕으로 확인하였다.