• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2007년도 춘계 학술발표회 발표논문집
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• pp.99-101
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• 2007

비종관 관측자료인 기상위성 및 레이더 분석자료에서 위성영상에서 볼 수 있는 서해남부 해상의 스콜라인 형태의 강한 대류운을 무안-진도 레이더 반사도에 의한 수평 및 연직 구조로 살펴보았는데 특히 발달한 대류운 영역이 보다 상세한 반사도 차이로 나타나고, 40 dBZ 이상 강한 반사도 셀이 고도 6km, 20km 정도의 수평규모를 갖는 여러 대류운시스템이 합쳐진 다중세포시스템으로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 또한 연구용 X-대역 무안 레이더 반사도 분포를 보면 사이트 주면에 강한 dBZ의 대류운이 자리하고 있어 발달한 강수입자에 의한 감쇄효과 때문에 북서방향과 남서방향의 강한 대류운들이 약하게 잘못 관측되고 있음을 볼 수 있었지만 S-대역 진도 레이더는 발달한 강수 입자에 크게 영향을 받지 않고 고유의 강한 반사도를 제대로 관측하고 있음을 알 수 있었다. 이와 같이 태풍에 의한 직${\cdot}$간접적인 호우, 장마전선의 활성화에 따른 집중호우를 동반하는 중규모대류운시스템에 대해 정확히 정량적으로 판단할 수는 없지만, 관측자료 분석을 통해 중규모대류운시스템을 발달${\cdot}$유지시킬 수 있는 기구의 존재 가능성을 체계적으로 이해하는데 많은 도움이 되었다. 본 연구 결과를 바탕으로 레이더 반사도와 3차원 바람장 그리고 마이크로강우레이더와 광학강우강계에 의한 연직 구름계와 순간적으로 발생하는 강수특성 등 섬세하고 다양한 비종관 관측자료를 이용하여 집중호우를 유발하는 중규모대류운시스템의 강수 구조와 특성 분석 및 예측에 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권3호
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• pp.246-258
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• 2010

대류 상자 실험을 통해 대류 순환 모형을 유추하지 못하는 학생들의 원인을 분석하여 대류 실험을 재설계하였다. 초기 형식적 조작기에 있는 학생들이지만 직접 보지 못한 자연 현상에 대해서는 유추하기가 어려우므로 자연 현상을 축소한 대류 상자를 개발하여 학생들의 과학적 이해도를 높일 수 있는 방법을 연구하였다. 기존 대류 상자 실험의 문제점을 개선하여 제작한 대류 상자를 통해 수업에 적용한 결과 학생들의 이해도가 크게 증가하였다. 바람의 이동 현상만을 관찰하는 것이 아니라 향을 여러 위치에서 넣어봄으로써 과학적 사고를 자극하고 직접 관찰할 수 있었다. 또한 자연 현상의 축소판에 가깝게 설계하여 학생들이 과학적 오개념을 갖지 않는다. 모둠원이 양방향에서 관찰함으로써 수업의 참여도가 높아졌다. 새로 개발된 대류상자는 기존 대류상자에 비하여 저렴한 비용으로 제작할 수 있으며, 선명한 대류 현상을 볼 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.518-527
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• 1985

대류-대류의 복합 열전달 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 아래로부터 가열되는 직사각형 공동 내에서의 자연 대류와 공동 위쪽의 외부 난류 경계층 유동이 복합된 경우의 열전당 현상을 고려하였다. 두개의 서로 다른 모우드의 대류가 온도 분포가 미리 알려져 있지 않은 얇은 수평평판에 의해 분리되어져 있다는 점이 본 논문의 특이점이다. 수치적 해석은 Reynolds 수와 Grashof 수 및 공동의 기하학적 종횡비의 매개 변수적 효과가 발견되도록 행하여 졌다. 외부 난류 경계층 유동의 강도에 따라 공동 내에서의 유동 형태가 변할 수 있음을 알았다. 즉 내부 부력 세포의 회전 방향은 외부 유동의 존재에 의해 특성적으로 정해지며 공동 내의 유동 세포의 수는 Grashof 수가 증가 할수록 많아진다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권2호
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• pp.141-150
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• 2004

우리가 소비하는 가공 식품은 위생상 안전하도록 살균처리가 이루어진다. 식품 내에 존재할 수 있는 유해 세균은 일정 살균온도에서 살균에 필요한 시간 동안 노출되면 사멸하며, 일반적으로 살균온도가 높을수록 살균에 필요한 시간은 단축된다. 연속살균장치는 혼합 및 저장탱크에 담겨진 식품을 점프로 이동시키면서 가열 열교환기에서 살균온도로 가열하고 단열관을 거치는 동안 살균온도를 유지시켜 살균을 완료한다. 또한 살균된 식품은 냉각용 열교환기에서 상온으로 냉각되며 이 과정에서 회수되는 열은 저장탱크에서 유입되는 식품의 예열에 사용되어 에너지 효율을 제고하는데 사용되기도 한다. 이와 같이 관을 이동하면서 가열되는 살균장치는 기존의 배치식 살균방법에 비하여 균일하게 가열이 이루어지므로 130C의 고온으로 살균할 수 있어서 살균에 필요한 시간을 수초에서 수십초 정도로 단축시킬 수가 있고 그에 따라 열손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 상온으로 냉각된 식품을 포장함으로써 저렴한 가격의 포장용기를 사용할 수 있고 상온에서 저장할 수 있으므로 저장비용이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 가공식품에 고기나 야채와 같은 고체 상태의 식품이 함유된 경우에는 액상 식품이 열 교환기에서 순간 가열되며, 고상 식품은 액상식품과의 대류에 의한 열전달로 가열된다. 이 과정에서 고상식품은 이동관 내벽이나 다른 고상식품과 부딪치거나 회전하면서 이동관 내부에서 자유롭게 운동하게 된다. 이 과정에서 액상식품과의 상대이동 속도가 발생하여 이것이 대류열전달에 영향을 미치게 된다. 이 상대이동속도에 따른 대류 열전달계수는 고상식품의 내부온도 결정에 사용되는 연속살균장치의 중요한 설계인자이다. 대류열전달계수는 연속살균장치에서 자유로이 이동하는 고상식품의 중심부의 온도를 측정하여 결정할 수 있으나 이는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고정된 고상식품에 액상식품을 이동시켜 상대속도를 재현하고 액상식품의 온도와 고상식품의 중심온도를 측정하는 장치를 개발하였으며, 각 상대속도와 액상식품의 점도 별 대류열전달계수를 결정하는 프로그램을 유한차분법을 이용하여 개발하였다. 이 장치를 분당 15, 30, 40 리터의 유량에서 유체의 점도를 0에서 15 centipoise 사이의 세 수준에서 정육면체 소고기를 모델 고상식품으로 내부 온도분포를 측정하였으며, 유한차분법 프로그램으로 대류열전달계수를 결정하였다. 대류열전달계수는 792에서 2,107 W/m$^2$로 분석되었다. 대류열전달 계수는 액상식품과의 상대속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 점도가 증가함에 따라서는 감소하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4072-4080
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• 2014

펠티에 소자는 전자부품이나 장비에서 발생하는 열을 냉각하기 위한 방법으로 많이 사용되고, 히트싱크는 이러한 열을 외부로 방출하기 위한 방법으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 내부터널의 형상을 가지는 히트싱크에 대한 냉각 및 히팅성능을 자연대류와 강제대류 상태에서 열전달 특성에 대하여 고찰하였다. 또한, 시간에 따른 히트싱크의 열전달 특성 및 온도분포의 변화에 따른 실험을 수행하였고, 자연대류와 강제대류에 따른 히트싱크의 열전달 특성, 온도분포의 변화를 실험을 통해 비교 연구 하였다. 냉각 실험에서 A형상 및 B형상 냉각 핀 히트싱크는 자연대류보다는 강제대류에서 온도가 더 감소하는 것을 알 수가 있었고, 강제대류와 자연대류에서 A, B형상 모두 $-15^{\circ}C$까지 떨어지는 것을 알 수 있었다. 전압이 증가 할수록 강제대류와 자연대류 상태에서 A, B형상 냉각 핀 히트싱크 모두 온도가 감소하였다. 히팅실험에서 A형상 및 B형상 냉각 핀 히트싱크는 자연대류보다는 강제대류에서 온도가 더 증가하는 것을 알 수가 있었고, 강제대류와 자연대류에서 전압이 13V일 때, A형상 냉각 핀 히트싱크는 전압이 $150^{\circ}C$, 강제대류에서 B형상 냉각 핀 히트싱크는 $145^{\circ}C$까지 증가하였다. 전압이 증가할수록 강제대류와 자연대류 상태에서 A, B형상 냉각 핀 히트싱크 모두 온도가 증가하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제11권1호
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• pp.37-51
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• 1986

실린더로 부터 Prandtl수가 0.7인 주변공기로 전달되는 혼합대류 열전달현상이 Stream-Vorticitv 함수로 표시된 지배방정식으로 부터 유한차분법에 의해 분석되어졌다. Reynolds수와 Grashof수의 함수로서 혼합대류 열전달에서 Nusselt수의 값들이 조사되어 졌으며 이들로부터 순수자연대류와 혼합대류, 혼합대류와 순수강제대류사이의 범위를 정하였다. 그 외에도 본 연구에서는 실린더주변의 온도분포와, 공기속도분포, 속도분리점(Separation point), 마찰계수, 압력분포등이 조사되어졌으나 제 1편에서는 Nusselt수와 온도분포만이 연구결과로 주어 졌으며, 본시험의 이론적 결과치들은 발표된 실험치들과 잘 일치하였다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.323-323
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• 2011

본 연구는 냉각점이 중간에 위치하는 정적제빙형인 관외 제빙기내에서의 물의 자연대류 현상에 대해 수치적으로 다루고 있다. 자연대류현상과 열전도에 의해 조절되는 물에 이동을 유한차분법을 이용해 2차원적으로 계산하였다. 또한, 본 연구에서는 물의 온도가 4[$^{\circ}C$]에서 밀도역전현상이 일어나는 것을 수치해석의 결과와 비교한다. 자연대류의 변화에 따른 결과는 수치해석을 통해 등온선과 유선형의 그래프로부터 알 수 있었다. 그 중에서도 물의 온도와 밀도의 관계에 따라 자연대류의 변화가 일어나는 것을 수치해석을 통해 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제11권1호
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• pp.77-82
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• 2005

동해의 심층수 형성은 크게 대륙주변부 대류와 외양대류에 의한 것으로 알려져 있다. Vladivostok 연안과 subpolar front사이에서 겨울철에 발생하는 심층수의 형성은 외양대류에 의한 가능성이 높은 것으로 설명되고 있으며, 침니 현상이 이러한 결과를 됫받침 하고 있다. 본 논문에서는 외양대류에 의한 심층수 형성과정의 초기단계 즉 침니 현상의 전 단계에 나타나는 현상을 포텐셜 와도, 지형류, 수온, 염분, 용존산소의 분포로부터 확인하였다. 포텐셜와도의 분포에서 나타난 와동류는 Vladivostok 연안과 subpolar front 사이에 위치하며, 와동류의 분포 위치는 겨울철 심층수 형성 가능성이 높은 해역과 잘 일치한다. 특히 대륙의 지형적인 특성으로 인한 바람장의 변화는 본 연구에서 나타난 시계반대방향의 와동류가 형성될 수 있음을 보여주며, 그 결과로 나타나는 dome 구조의 밀도 분포는 외양대류의 초기 단계에서 나타나는 현상을 잘 보여준다.

• 에너지공학
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• 제4권1호
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• pp.126-139
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• 1995

저속의 압축성 유동장에서의 원형 실린더 주위의 유동 및 열전달특성을 해석하였다. 비압축성 유동장에서의 실린더 주위의 유동 및 열전달현상에 대하여는 실험과 수치해석을 포함한 광범위한 연구가 진행되어 왔으며 매우 잘 알려져 있다. 실린더 벽면과 주위 유동장의 온도차가 큰 경우, 밀도의 변화가 커지므로 유동장은 압축성 유체가 되나 지배 방정식의 복잡함과 적절한 수치해석 방법의 부족으로 실린더 주위의 유동장을 압축성유체로 해석한 경우는 매우 드물다. 현재 압축성유동 해석에 널리 사용되는 time marching algorithm은 저속의 유동장 해석시 지배방정식에 나타나는 eigenvalue들의 괴리에 의하여 수렴속도가 현저히 떨어지게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 난점을 극복할 수 있는 time-derivative preconditioning 방법을 사용하여 온도차가 큰 유동장에서의 강제 및 혼합대류에 대한 계산을 수행하였고 이들의 열전달특성을 비교하였다. 강제대류의 경우 실린더 벽면 온도의 증가에 따른 밀도 감소의 영향은 유동장의 Re수를 감소시켜 확산의 영향을 증가시키면서, 혼합대류의 경우 부력의 영향은 가열되는 유동장의 범위와 재순환 영역을 강제대류에 비해 현저히 감소시킨다.

• 태양에너지
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• 제18권1호
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• pp.91-98
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• 1998

밑면이 가열되고 다양한 격판을 가진 실내공간에서의 혼합대류 열전달을 유한체적법을 사용하여 연구하였다. 본 연구에서 사용된 변수는 50$\overline{Nu}=\overline{Nu_n}{\cdot}(1+c(Re/Gr^{1/2})^d)$로 나타낼 수 있다. 여기서 $\overline{Nu_n}$는 순수 자연대류를 나타낸다.