• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.1-11
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• 2022

일반적인 축소 확대형 초음속 노즐에 대한 열해석에서 경계조건으로 사용되는 벽면의 열전달 계수는 노즐 전체의 열해석 정확도에 영향을 미친다. 이에 많은 열전달계수 도출 방법이 제안되어 왔으며, 본 연구에서는 각각의 기법들을 실제 실험 조건에서 열전달 계수를 계산하고 비교하고자 하였다. 이를 위해 기 수행된 벽면 등온 노즐의 열전달실험에 대해 이론 기반의 analogy 기법과 반경험식, 유체전산해석을 통해 열전달 계수를 도출하고 실험결과와 비교하였다. 해석 결과는 반경험식들은 전반적으로 다른 방법에 비해 대류 열전달 계수를 과도하게 예측하고, Prandtl-Taylor analogy 기법과 k-ω SST 모델을 적용한 전산해석 결과가 실험결과와 비교적 잘 일치하는 경향성을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.10-11
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• 1997

고체 추진제를 사용하는 추진 시스템을 개발하는데 가장 커다란 문제로 인식되고 있는 것은 추진제의 연소 특성을 이해하는 일이다. 그 중에서도 연소실의 압력 진동과 추진제 벽면으로 흡수되는 복사 열전달에 의한 연소율(burning rate)의 변화로 인하여 발생하는 연소 불안정에 대한 이해는 아직도 완전히 규명되지 않고 있다. 고체 추진제의 연소 불안정에 대한 이론적 해석은 준-정상 1차원 해석(Quasi-Steady Homogeneous One-Dimension) 방법에 의하여 단순화된 지배방정식을 해석하는 것이 일반적으로 잘 알려져 있는 방법이다. 이 가정은 고체 추진제가 연수되는 영역을 두께가 매우 얇은 영역의 표면반응영역(surface reaction layer)과 화학반응이 없는 응축상태영역(condensed phase zone) 그리고 기체상태의 연료와 화염이 존재하는 기체상태영역(gas phase zone) 등의 3영역으로 구분하며, 기체상태영역에서 발생하는 교란에 대한 응축상태영역의 반응시간 크기(response time scale)가 매우 크기 때문에 응축상태영역의 반응은 준 정상적으로 일어난다고 가정하는 것이다.그러나, 연소실의 온도가 $3000^{\circ}K$ 정도의 높은 온도이어서 복사 열전달에 의한 고체 추진제의 가열이 중요한 열전달 방법으로 작용하게 되므로 이를 무시한 이론적 해석은 물리적인 중요성이 약하여질 수밖에 없다. 본 연구에서는 기체영역으로부터 전달되는 복사 열전달은 투명(transparent)한 표면반응영역을 통과하여 응축상태영역에서 모두 흡수되며 추진제 표면에서의 복사열방출(emission)을 고려하였다. 또한 연소불안정 현상을 해석하기 위하여 표면반응영역에서의 경계조건은 선형교란량으로 대치하는 Zn(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 사용하였다. 이 방법은 기체상태영역에 대한 구체적인 해석없이도 연소불안정 현상을 해석할 수 있는 장점이 잇다. 즉 응축상태영역에서의 연소율과 표면온도는 각각 기체영역으로부터 전달되는 온도구배와 연소압력, 그리고 복사 열전달의 함수관계이므로 선형교란에 의한 추진제표면에서의 교란경계조건을 얻을 수 잇으며, 응축영역의 교란지배방정식과 함께 사용하여 압력교란과 복사 열전달의 교란에 대한 연소율의 교란 증감 여부를 판단하여 연소 불안정 현상을 해석할 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권11호
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• pp.24-30
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• 2002

본 글에서는 정밀 전자 소자등을 극저온으로 냉동시키는 데 필요불가결한 극저온 단열 기술에 대하여 간단히 알아보았다. 역사가 가장 오래되고 기본적인 진공 단열 기술로 시작하여, 공간에 고형의 물질을 삽입하는 다층 단열 기술과 분말 단열 기술에 대하여 토의하였다. 실제 응용시에는 요구되는 열적 성능과 경제적 제한 조건을 고려하여 가장 적합한 단열 방법을 선정하도록 하여야한다 또한 극저온 단열 용기의 실제 열해석 예로서 적외선 센서의 극저온 용기에 대한 정상 및 과도 열전달 해석에 대하여 간단히 기술하였다. 정상상태의 경우는 많은 경우 해석적인 해를 구할 수 있지만, 시간에 따라 온도가 변하는 과도 상태의 경우는 수치해석적인 방법이 요구된다. 열해석에서 일반적으로 쓰이는 유한차분법이 극저온 단열 용기의 열해석에도 유용하게 쓰일 수 있음을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.193-200
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• 2011

본 연구를 통해 superlite라 불리는 단열 파우더를 채용한 NO96 멤브레인 타입 LNG선 단열 화물창의 만선항해 시 LNG의 BOR(Boil-Off Rate) 예측모델을 제시하였다. LNGCC(LNG Cargo Containment)의 비정상상태 열전달 FEM모델은 만선항해 시 대기 및 해수 조건을 반영하고 복잡한 화물창 단열구조에 균질화 기법을 적용하여 구축하였다. BOR은 만선항해중 LNGCC 내부로 침입하는 총 열량을 이용하여 평가되었으며, 주요 변수에 따른 BOR의 변화는 파라메트릭 열전달해석을 통하여 분석하였다. 그리고 파라메트릭 BOR 특성해석 결과를 토대로 LNG선의 탱크 크기, 단열층의 두께 그리고 superlite의 열전도율을 함수로 하는 BOR 예측모델을 유도하였다. 비선형 과도 열전달해석을 통해 직접 구한 BOR과의 비교를 통해 유도한 예측모델은 최대 1% 이내의 상대오차를 나타내었다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권4호
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• pp.17-22
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• 2010

본 연구는 구의 과도 열전도에 의한 열손실을 계산하는 데 있어, 외부의 경계조건인 대류의 조건에 해당하는 상황을 상수 및 변수로 가정하였을 경우의 열전달문제를 해석한 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 집중열용량법을 사용하고 있으며, 대류열전달계수의 값이 온도의 함수로 변한다고 가정하여 계산하였다. 계산을 수행한 결과 대류경계조건의 값을 상수로 가정한 경우가 열손실이 높이 평가된다는 것을 알았고, 이러한 경향을 상관식으로 정리하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제10권1호통권35호
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• pp.47-57
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• 1995

최근 전자 및 통신기기에는 시스템의 소형화, 고기능 및 고신뢰도를 실현하기 위하여 하나의 기판위에 여러개의 chip을 장착하는 다중칩 패키지 기술이 사용되고 있다. 그러나 이로 인하여 기판 면적당 칩수의 증가로 power dissipation이 증가하게 되었으며, 이러한 power의 증가는 온도를 상승시켜서 시스템의 신뢰도를 저하시키는 원인이 되고 있기 때문에 이에 대한 열 해석이 요구되어진다. 따라서 본 고에서는 다중칩 패키지의 열 성능을 위하여 전도성이 좋은 세라믹 기판의 과도 온도 특성을 해석하고자, 전기적 유사 회로를 이용하여 thermal via가 없는 경우와 있는 경우에 대하여 열전달 특성을 고찰하였다. 그 결과 themal via에 의한 기판의 열전달 향상으로 다중칩 패키지의 동작 온도가 낮아짐을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권5호
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• pp.617-623
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• 2004

This paper describes a dynamic thermal model for a representative dual axis rotational Chemical-Mechanical Polishing (CMP) tool. The model is one-dimensional but configured in the two-dimensional space and consists of three sub-models (pad, wafer and slurry fluid), with the first and the second that are time-dependent heat conduction-convection models with linear stationary (wafer) and nonlinear moving (pad) boundary conditions, and the last one that is a heat transport-convection model (slurry fluid). The modeling approach is validated by comparing the simulation results with available experimental data.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1-9
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• 2021

A60급 갑판 관통 관은 선박과 해양플랜트의 화재 발생 시 인명의 보호와 화염전파를 방지하기 위해 갑판 구획에 설치되는 방화 장치이다. A60급 갑판 관통 관이 새로 개발되거나 기존의 설계가 변경될 경우 국제해사기구의 화재시험절차 규정에 따라 A60급 갑판 관통 관의 방화성능을 검증하도록 요구하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 신규 개발된 선박과 해양플랜트용 A60급 갑판 관통 관의 방화 설계의 적합성을 평가하기 위해 과도 열전달 해석을 수행하였고, 화재시험을 통해 해석결과의 타당성을 검증하였다. 또한 A60급 갑판 관통 관의 열전달 특성은 관의 직경, 내부형상 그리고 재질과 같은 설계 사양에 따라 비교하여 검토하였다. 과도 열전달 해석은 범용 유한요소법 소프트웨어인 ABAQUS/Implicit를 사용하여 수행하였으며, 해석결과의 검증을 위한 화재시험은 해사안전위원회에서 규정한 화재시험절차 코드에 따라 수행하였다. 본 연구에서 검토한 A60급 갑판 관통 관의 방화성능은 국제 해상안전규정을 만족하였고, 재질 사양의 설계가 중요한 것으로 나타났다. 최대 시험온도를 기준으로 SUS316L 재질의 측정온도는 S45C 재질보다 평균적으로 25% 낮게 나타났고, 이때 각 재질의 열전도계수와 비열의 차이는 각각 17%와 58%였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.298-303
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• 1997

실제의 격납건물의 구조는 하부 원통형의 구조를 가지는 영역과 상부 돔 형태와 굴뚝 형태의 구조를 가지는 영역으로 나눌 수 있다. 하부 원통형의 구조만을 고려한다면, 고온의 철제 벽면과 콘크리트 벽면 사이의 gap 크기에 비해서 원통의 반지름이 상대적으로 매우 큰 값을 가지기 때문에 2차원 무한평판으로 가정하는 것이 가능하다. 그러나 돔 및 굴뚝 영역에서는 높이가 높아질수록 돔 단면직경이 감소하고 굴뚝 영역도 유동단면적이 작은 원통의 구조를 가져 2차원 무한평판의 가정에 많은 무리가 따른다. 앞에서 명시한 세 가지의 격납건물 형태에 있어서 ASPWR의 경우는 굴뚝을 포함한 영역까지도 무한평판으로 가정하는 것이 가능하나(돔에서의 열전달 단면적이 하부의 열전달 단면적에 비해 매우 작다는 가정을 한다면) 나머지 AP600과 HWRF의 격납건물에 있어서는 상부까지도 무한평판 가정을 사용하는 것에는 무리가 있다. 본 연구에서는 일반적인 유체해석 코드인 FLUENT V4.3을 이용하여 실제 격납건물 구조에 대한 분석을 시도하여 무한평판 구조에 대한 가정이 과도한 열전달량을 예측하고 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.992-1000
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• 1991

본 연구에서는 두개의 수직 평행 평판의 혼합대류 열전달에 대하여 평판간격 과 평판온도를 변수로 하여 수치해석과 실험을 행하였다.