• 제목/요약/키워드: 냉각유로

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이차유동의 방향이 막냉각 효율에 미치는 영향 (Effect of Secondary Flow Direction on Film Cooling Effectiveness)

  • 박세진;최석민;손호성;정희윤;조형희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권7호
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    • pp.655-663
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    • 2013
  • 막냉각에 관한 많은 연구들은 주유동과 이차유로가 평행한 형태로 연구가 이루어졌다. 하지만 실제 터빈 블레이드에서 이차유로의 방향은 일반적으로 주유동의 방향에 수직한 형태이다. 그래서 본 연구에서는 이차유동의 방향이 이중분사 막냉각의 효율에 미치는 영향을 수치해석을 통해 알아보고자 한다. 분사율은 1, 2이고 횡방향 분사각은 $22.5^{\circ}$이다. 분사율이 1일 때 평행 형상에서는 안티키드니 와류가 잘 형성되어 막냉각 효율이 수직 형상의 경우보다 더 높다. 반면에 분사율이 2일 때 수직 형상의 막냉각 효율은 평행 형상보다 향상되었다. 많은 유량의 제트가 서로 반대 방향으로 분사되기 때문에 두 형상 모두 막냉각 효율이 높게 나타난다. 하지만 안티키드니 와류의 영향은 다른 분사율보다 상대적으로 작다.

엇갈린 V-형 리브가 부착된 냉각유로에서의 열유동 수치해석 (NUMERICAL SIMULATION OF FLOW AND HEAT TRANSFER IN A COOLING CHANNEL WITH STAGGERED V-SHAPED RIBS)

  • 명현국;김광용
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.107-113
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    • 2008
  • The present study numerically simulates the flow and heat transfer characteristics of rib-induced secondary flow in a square cooling channel with staggered V-shaped ribs, extruded on both walls. The rib pitch-to-height ratio (p/h) varies from 2.8 to 10 with the rib-height-to-hydraulic diameter ration (h/$D_h$)of 0.07 and the Reynolds number of 50,000. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence model. Computational results show that complex secondary flow patterns are generated in the channel due to the snaking flow in the streamwise direction for all tested cases. In the range of p/h=5 to 10 the staggered V-shaped rib gives about 3 times higher heat transfer augmentation than the reference smooth pipe with high heat transfer on both front side and the area around the leading edge of the ribs, while the former cases give about 18 times higher streamwise pressure drop than the latter ones. However, for the thermal performances, based on the equal pumping power condition, the case of p/h=2.8 gives the best result among three cases, mainly due to relatively low streamwise pressure drop, although it gives relatively low heat transfer augmentation.

대용량 인휠 모터용 중공축 냉각유로의 형상 최적화에 관한 연구 (A Study on Shape Optimization of Cooling Channel in Hollow Shaft for In-wheel Motor)

  • 임동현;김동현;김성철
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.72-80
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    • 2013
  • For the proper cooling of in-wheel motor, the cooling channel should have the characteristics which are low pressure drop and adequate cooling oil supply to motor part. In this study, the flow performance of cooling channel for in-wheel motor was evaluated and the shape of the channel was optimized. First, the pressure drop and flow distribution characteristics of the initial channel model were evaluated using numerical analysis. Also, by the result of analysis and design modification, 4 design parameters of the channel were selected. Second, using the Taguchi optimal method, the cooling channel was optimized. In the method, nine models with different levels of the design parameters were generated and the flow characteristics of each models was estimated. Base on the result, the main effect of the design parameters was founded and optimized model was obtained. For the optimized model, the pressure drop and oil flow rate were about 0.196 bar and 0.207 L/min, respectively. The pressure drop decreased by about 0.3 bar and the oil flow rate to the motor part increased by about 0.2 L/min compared to the initial model.

엇갈린 V-형 리브가 부착된 냉각유로에서의 열유동 수치해석 (NUMERICAL SIMULATION OF FLOW AND HEAT TRANSFER IN COOLING CHANNEL WITH A STAGGERED V-SHAPED RIB)

  • 명현국;김광용
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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    • pp.125-130
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    • 2008
  • The present study numerically simulates the flow and heat transfer characteristics of rib-induced secondary flow in a cooling channel with staggered V-shaped ribs, extruded on both walls. The rib pitch-to-height ratio (p/h) varies from 2.8 to 10 with the rib-height-to-hydraulic diameter ration ($h/D_h$) of 0.07 and the Reynolds number of 50,000. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence model. Computational results show that complex secondary flow patterns are generated in the duct due to the snaking flow in the streamwise direction for all tested cases. In the range of p/h=5 to 10 the staggered V-shaped rib gives about 3 times higher heat transfer augmentation than the reference smooth channel with high heat transfer on both front side and the area around the leading edge of the ribs, while the former cases give about 2.5 times higher streamwise pressure drop than the latter ones. Consequently, for the thermal performances, based on the equal pumping power condition, the staggered ones give about 2 times higher values than the latter ones with more uniform heat transfer distribution.

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엇갈린 V-형 리브가 부착된 냉각유로에서의 열유동 수치해석 (Numerical Simulation of Flow and Heat Transfer in Cooling Channel with a Staggered V-shaped Rib)

  • 명현국;김광용
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2448-2453
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    • 2008
  • The present study numerically investigates the flow and heat transfer characteristics of rib-induced secondary flow in a cooling channel with staggered V-shaped ribs, extruded on both walls. The rib-height-to-hydraulic diameter ration (h/$D_h$) is 0.17; the rib pitch-to-height ratio (p/h) equals 2.8; the Reynolds number is 50,000. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence closure. The present results are compared with those for a continuous V-shaped rib. Computational results show that, for average heat transfer rate the staggered V-shaped rib gives about 2.5 times higher values than the continuous V-shaped rib, while, for the streamwise pressure drop the former gives about 5 times higher values than the latter. Consequently, for the thermal performances, based on the equal pumping power condition, the staggered one gives about 2 times higher values than the continuous one. Also, for the staggered V-shaped rib, complex secondary flow patterns are generated in the duct due to the snaking flow in the streamwise direction, and more uniform heat transfer distributions are obtained.

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피스톤 오일 냉각 유로의 성능 검증을 위한 리그 시험기 개발 (Rig Tester Development for the Performance Validation of a Piston Oil Cooling Gallery)

  • 전상명;이정근;주대헌;류관호;하대홍
    • Tribology and Lubricants
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    • 제25권6호
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    • pp.387-398
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    • 2009
  • The operation condition of recently designed pistons for high power and high speed diesel engine become more severe due to the increment of combustion pressure and temperature. So, in order to overcome high temperature, the application of the mono-metal cast aluminum alloy piston featuring an enclosed cast-in open cooling gallery has increased. In this research, it is developed a PCJ (piston cooling jet) rig tester, described the test procedure and validated the performance of sample piston cooling gallery design. Then the test rig will be used for developing the design technology of piston cooling gallery. The test rig is composed with oil reservoir and pumping system, oil jet system, piston fixing and moving system, collecting oil measuring system, and data measuring and recording system. It will be measured collecting efficiencies under conditions of a few piston positions, oil jet pressures and oil viscosities for a piston cooling gallery. Furthermore, the PCJ rig tester will be used for the optimum design of the oil cooling gallery which being applied to increase the cooling efficiency of pistons in diesel engines satisfying the EURO V emission regulation and the more.

대형 전동기 냉각/통풍 시스템의 저소음화 연구 (A Study on Low Noise Cooling/Ventilation System for Large Electric Motor)

  • 조혜영;장지성;김동해
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.973-974
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    • 2014
  • 대형 전동기의 주요 소음원은 전자기 소음과 냉각/통풍 시스템 소음이며, 이 중 냉각/통풍 시스템이 전체 소음에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 대형 전동기의 저소음 냉각/통풍 시스템 개발을 위해 저소음 냉각 팬을 개발하고 팬 커버 내부의 유로를 개선하였다. 유동해석은 상용 CFD 소프트웨어를 이용하였으며 팬 커버 내의 scroll 형상 및 air guide, baffle 의 유무에 따라 팬 커버의 압력손실을 계산하였다. 해석을 통해 팬 커버 내부의 난류 유동과 압력손실이 가장 작은 팬 커버 형상을 도출하였으며 개선된 냉각/통풍 시스템이 기존 냉각/통풍 시스템보다 6.5dB 감소된 것을 확인하였다.

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HVDC Valve module 및 tower의 냉각수 유동 해석 및 측정에 관한 연구 (Cooling fluid dynamic simulation and measuring of HVDC Valve module and tower)

  • 정택선;이진희;백승택
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.161-162
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 HVDC Valve module 및 valve tower에 유입되는 냉각 유체의 유동장 동적 해석과 동시에 냉각 유체의 동적 특성을 측정 비교함으로써 유동 해석의 적합성을 판단하고, HVDC valve module과 valve tower의 냉각 유로 및 관련 기구 설계의 기초 자료로 활용하는데 그 목적이 있다.

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축소형 칼로리미터의 냉각성능 해석 (Cooling Performance Analysis of a Sub-scale Calorimeter)

  • 조원국;문윤완
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.8-14
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    • 2003
  • KSR-III 축소형 엔진을 원형으로 하는 8채널형 칼로리미터의 냉각성능해석을 수행하였다. 축대칭 압축성 해석을 통해서 연소실 벽으로의 열유속을 예측하였으며 이를 이용하여 3차원 냉각유로 내부의 열전달 해석을 수행하였다. 연소실 벽으로의 열유속은 문헌에서 제시하는 수준으로 확인되었으며 열전달 해석을 통하여 칼로리미터 개발과 운용에 필요한 냉각수의 압력강하, 온도상승 및 연소실벽의 최고온도를 제시하였다. 연소실 압력증가에 따른 냉각요구량을 결정하였으며 냉각수의 물성변화에 의한 냉각성능 변화를 예측하였다.

핵연료 집합체내의 비등방성 난류 열전달에 관한 해석적 연구 (Analysis of Anisotropic Turbulent Heat Transfer in Nuclear Fuel Bundles)

  • Kim, Sin;Park, Goon-Cherl
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제20권1호
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    • pp.35-46
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    • 1988
  • 원자로의 설계나 안전성 분석을 위해서는 핵연료 집합체 내의 유동 구조와 열전달에 대한 지식이 매우 중요하다. 따라서 핵연료 집합체 내의 유체 온도 분포를 정확히 계산하기 위해서는 냉각재 유로 내에서의 속도분포를 정확히 알아야 하는데 이것은 복잡한 난류 현상 때문에 예측하기가 매우 어렵다. 본 연구는 비등방성을 고려한 2-방정식 모형을 사용하여 속도분포를 구하고 핵연료 표면에서의 균일열속을 가정하므로써 유로내에서의 속도 분포를 예측하였다. 수치해는 Galerkin유한 요소법에 의해 핵연료봉 표면까지 구하여졌다. 수치 결과는 알려진 실험치 및 계산치와 비교되어 잘 일치하고 있고, 또한 난류 비등방성이 유로 내의 평균속도와 온도분포에 영향을 미치고 있음을 보았다. 그리고 조밀한 삼각 배열 핵연료 집합체(P/D=1.05-1.3) 내에서 나트륨 냉각재를 사용한 경우의 Nu-P/D관계식을 수립하였다.

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