• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.30-30
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• 1999

추진기관의 연소실과 같이 큰 열부하를 받는 경우 막냉각은 연소실을 보호하기 위해서 사용되는 대표적인 냉각기법이다. 막냉각의 성능을 극대화하기 위해서는 냉각유체를 2차원 슬롯을 통해서 분사시키는 것이 가장 효율적이지만 여러 가지 이유 때문에 실제 적용에 있어서는 슬롯입구 부근에 작은 구멍을 만들어 이로부터 분사되는 유체를 통해서 냉각시키게 된다. 본 연구에서는 주어진 덕트에서 분사율, 분사방법, 슬롯의 형상에 따른 슬롯 출구에서의 유동장 및 온도장 측정과 함께 물질전달 방법을 이용하여 슬롯 립(slot lip) 내벽에서 자세한 국소 열/물질전달계수를 구하였다. 분사율 0.5와 1.0에 대해서 주유동과 같은 방향으로 분사시켜줄 경우와, 유동을 제한시켜 주고 이차유동의 방향을 각각 주유동과 같은 방향과 반대방향으로 분사시키는 방법에 대하여 실험하였으며, 슬롯 입구에 경사슬롯을 설치하여 냉각유체를 분사시키는 방법에 대해서 실험하였다.

• The KSFM Journal of Fluid Machinery
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• v.11 no.6
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• pp.64-68
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• 2008

막 냉각 연구를 위해 CFD를 이용할 때 적용 한계 및 그 타당성을 검증하고자 하였다. 이 글에서는 냉각공기공으로부터 분출된 냉각공기가 고온 고속으로 흐르는 주유동과 평판 사이에 벽면을 고온의 가스에 노출되는 것을 막기 위해 위치시킨 막냉각공기 흐름의 형태를 CFD를 이용하여 분석하였다. 모든 경계조건 및 격자계 그리고 검증 단계의 예까지 서술함으로써 이러한 CFD를 이용할 때 유용하게 적용될 방법들을 제공하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1459-1460
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• 2011

자성유체에 60Hz의 교류자기장을 인가할 때 발생되는 냉각효과를 해석하기 위해 유한요소법을 결합하였다. 열원으로는 전류가 코일에 흐를 때 생성되는 줄열과 닐운동과 브라운운동으로 야기되는 전력손실에 의한 발열이 있다. 교류자기장은 주파수가 낮기 때문에 줄열이 주요한 열원이 된다. 그러므로 코일에서 자성유체로 일어나는 열전달과 자연대류현상은 코일의 표면에서 일어난다. 자연대류현상을 해석하기 위해서는 자성유체의 부력밀도를 고려해야 한다. 부가적으로 자계의 세기와 온도에 관한 함수인 자화와 자기체적력밀도로 인해 자기대류현상과 같은 강제대류가 일어난다. 이러한 두 가지 대류현상으로 인해 교류자기장을 인가한 자성유체에서 냉각효과가 일어난다. 자기체적력밀도는 유한요소법으로 보간된 가상공극개념을 이용하여 켈빈전자기력밀도를 이끌어 낸 후 이를 수치적으로 이용하여 구하였다. 랑제방함수는 켈빈전자기력밀도와 전력손실을 계산하는데 필요한 비선형 자화율을 고려하기 위해 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.46-46
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• 2008

스텔스 기능을 가진 군사용 항공기는 레이다 망의 추적을 피하기 위해 일반 냉각수 대신에 절연유를 냉각매체로 사용한다. 그러나 절연유는 물에 비하여 열전달특성이 매우 낮기 때문에 항공기 전기전자 기기/부품 발열부를 효과적으로 냉각시키지 못하는 한계성을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 나노유체(Nanofluid) 개념을 이용하여 절연유에 알루미나 및 질화알루미늄 나노분말을 미랑 분산시킨 나노절연유를 제조하고 이것의 열전달특성을 순수 절연유의 그것과 비교 평가함으로써, 냉각특성이 크게 개선된 새로운 냉매로서의 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 다만 나노절연유를 제조함에 있어서 가장 큰 장애물은 오일에 대한 분산성 확보에 있기 때문에, 비드밀 및 초음파를 이용한 나노분말 응집체의 습식분산 및 분산제를 이용한 친유성 표면개질을 동시에 수행함으로써 장시간 안정된 분산성을 확보하도록 노력하였다. 나노유체의 열전도도 및 대류열전달계수는 비정상열선법을 이용하여 측정하였으며, 유체 속의 분말 분산 상태는 원심력을 이용한 분산안정성 평가장치 및 cryo FE-SEM을 이용하여 확인하였다. 또한 분말 형상이 대류열전달에 미치는 영향을 조사하기 위하여 알루미나 나노분말은 구상과 침상의 분말을 모두 사용하였고, 질화알루미늄 외에 다이아몬드 나노절연유도 함께 제조, 평가함으로써 냉각 및 절연특성, 그리고 물리화학적 안정성이 우수하고 실적용 가능성이 가장 높은 재료를 도출하고자 하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.12 no.5
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• pp.67-72
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• 2008

The film cooling effectiveness on a flat plate measured by pressure sensitive paint technique. Six film cooling hole were fabricated on a flat plate with 30 degree angle with respect to the surface and three blowing ratios of 0.5, 1, and 2 were tested. Results showed that PSP technique successfully evaluated the distribution of film cooling effectiveness and showed similar results with references. The film cooling effectiveness near the film cooling holes was higher for lower blowing ratio case. As the blowing ratio was increased, the film cooling effectiveness near the film cooling hole decreased due to the lift off of the coolant. At far downstream, the film cooling effectiveness for higher blowing ratio was higher due to the coolant reattachment.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.4.2-4.2
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• 2010

최근 열전달율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고 열전도성 나노유체가 주목을 받고 있다. 고 열전도성 나노유체는 액상보다 열전도도가 수백~수만 배 높은 고상의 금속 또는 비금속 나노입자를 물이나 오일 등에 미량 균일하게 분산시킴으로써 기존의 유체가 가지지 못한 높은 열전도율과 분산안정성을 갖는 기능성유체를 말한다. 고 열전도성 나노유체는 기존 냉각시스템에서 냉각유체만 교체할 경우에도 열전달 효율을 20% 이상 향상시킬 수 있는 저비용 고효율작동 유체이다. 이 나노유체는 발전설비, 공조설비, 에너지 산업, 석유화학, 화학공업, 제철산업, 가정용 냉난방설비, 자동차 등 산업 전 분야의 열교환시스템에 활용이 가능하다. 따라서 고 열전도성 나노유체는 종래 열효율의 한계를 돌파할 수 있는 에너지 이용 효율 향상 기술의 패러다임을 바꿀 혁신적인 신소재로 여겨지고 있다. 그러나 현재까지 개발된 나노유체는 초기 열전도 특성은 우수하나 장기간 분산안정성이 확보되지 않아 시간이 경과함에 따라 열전도도가 점점 감소하는 경향을 보인다. 또한 탄소나노튜브를 분산한 나노유체의 경우와 같이 유체의 점도가 크게 증가하여 실제 산업에 적용 시 커다란 동력손실을 초래할 수 있으며 열교환시스템에 파울링이 발생할 소지가 크다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 나노유체에서 열전달이 일어나는 메커니즘이 규명되어야 하지만 아직 명확한 이론이나 가설이 정립되어 있지 않다. 이 논문에서는 나노유체가 높은 열전도율을 보이는 현상을 설명할 수 있는 몇 가지 이론을 살펴 보고 지금까지 개발된 안정성이 아주 높은 나노유체의 열전도 특성을 비교 분석하여 획기적인 열전도성 나노유체 개발 가능성을 살펴보고자 한다. 이를 위해 나노입자의 조성, 유체 내 농도 및 자기장 등이 나노유체의 열전도율에 미치는 영향을 연구하였다.

• Clean Technology
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• v.23 no.1
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• pp.42-53
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• 2017

Numerical analysis was done to evaluate the fluid distribution inside of the mixing quencher to increase the reaction efficiency of the aqueous hydrogen peroxide solution in the scrubbing column which is used for simultaneous desulfurization and denitrification. Effective injection of the aqueous hydrogen peroxide ($H_2O_2$) solution in the mixing quencher has major effects for improving the reaction efficiency in the scrubbing column by enhancing the mixing of the aqueous $H_2O_2$ solution with the exhaust gas. The current study is to optimize the array of nozzles and the spray angles of the aqueous $H_2O_2$ solution in the mixing quencher by using the computational method. Main concerns of the analysis are how to enhance the uniformity of the $H_2O_2$ concentration distribution in the internal flow. Numerical analysis was done to check the distribution of the internal flow in the mixing quencher in terms of RMS values of the $H_2O_2$ concentration at the end of quencher. The concentration distribution of $H_2O_2$ at the end of is evaluated with respect to the different array of the nozzle pipes and the nozzle tip angles, and we also analyzed the turbulence formation and fluid mixing in the zone. The effect of the spray angle was evaluated with respect to the mixing efficiency in different flow directions. The optimized mixing quencher had the nozzle array at location of 0.3 m from the inlet duct surface and the spray angle is $15^{\circ}$ with the co-current flow. The RMS value of the $H_2O_2$ concentration at the end of the mixing quencher was 12.4%.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.1 no.1
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• pp.71-79
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• 1989

임계연신비로 특징지어지는 비등온 방사공정에서의 Draw Resonance 발생을, White 의 변형속도에 따라 변하는 물질의 이완시간 모델에 의한 convected Maxwell 유체의 방사 모형을 사용해서 연구했다. 임계연신비의 계산에는 다른 연구자들이 이용하는 통상의 복잡 한 수치계산인 eigenvalue 방법을 쓰지 않고 전파하는 동적 waves 에 근거한 간단한 Hyun 의 이론을 사용했다. 그 결과 Staton Number와 냉각 공기온도로서 나타내지는 방사공정의 냉각이 공정을 안정시킨다는 것이 밝혀졌다. 다시 말해서 연신점도가 변형후화인 유체이거 나 변형박화인 유체이거난 상관없이 항상 Stanton Number가 켜지거나 또는 냉각공기온도 가 낮아질수록(즉냉각효과가 커질 때) 임계연신비가 커지는 것이다(단변형박화 dvcp의 빌부 구간을 제외하고) 한편 Draw Resonacnce 에 미치는 냉각의 효과는 무차원 이완시간(a Weissenberg Number 혹은 a Deborah number)이 커질수록 작아진다는 것도 발견됐다. 이 것은 process Time 이 작아지면 열전달이 작아지기 때문이다. 이러한 내용들은 다른 연구 자들의 결과와도 잘 부합된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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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.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.3 no.1
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• pp.197-204
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• 2004

A design of regenerative cooling system of 30 ton level thrust combustion chamber for ground test has been performed. The 1-D design code has been validated by comparing with the heat flux of the NAL calorimeter for high chamber pressure and water-cooling performance of the ECC engine of MOBIS. The present design code has been confirmed to predict accurately the heat flux and water-cooling performance for high chamber pressure condition. The maximum hot-gas-side wall temperature is predicted to be about 720 K without thermal barrier coating and the coolant-side wall temperature is less than the coking temperature of RP-1. The coolant temperature rises nearly 100 K with thermal barrier coating when Jet-A1 is used as coolant.