• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.1
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1774-1780
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• 1991

본 연구에서는 유한 길이를 갖는 수직 덕트내 공기 유동의 속도 분포를 LDV를 사용하여 측정하며 유동 특성에 미치는 가열정도, 덕트간격 및 입구소도등의 영향을 보고하고자 한다. 또한 속도분포, 온도분포 및 열전달에 미치는 부력의 영향을 수치 적으로 예측하여 그 타당성을 검증하고자 한다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.1
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• pp.35-40
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• 2001

압력기반의 유한체적법과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 신생아 보육기 내의 삼차원 정상난류유동해석과 대류현상에 의한 열전달을 해석하였다. 보육기 내의 주된 공기유동은 입구에서 유입된 공기가 보육기 위쪽을 지나 출구로 이동하며 각진 구석에서 작은 와류들이 관찰되었다. 보육기의 입구부를 제외한 대부분에서의 유속은 0.1m/s 이하로 나타났으며, 신생아의 다리부분에서의 속도가 머리부분보다 다소 크게 관찰되었다. 입구쪽의 온도가 출구쪽의 온도보다 1~2$^{\circ}C$ 높게 나타났으며 속도 크기가 큰 다리부분에서의 온도가 머리 또는 목부분보다 다소 낮았다. 보육기 내의 온도변화는 약3~4$^{\circ}C$로 다소 크게 나타났는데 이는 입구에서 유입된 공기가 상벽과 직각으로 만나며, 보육기 외벽의 각진 구석부분에 의한 영향으로 생각된다. 따라서 입구속도를 적절히 줄이거나 유선형의 유동을 갖도록 설계하여 열손실을 최소화한다면 보다 효율적인 보육기가 될 것으로 생각된다.

• Solar Energy
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• v.18 no.2
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• pp.115-121
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• 1998

In this study a channel cavity flow was performed. The channel has small size in the upper cavity region. At the gap is supplied by driven flow for Reynolds number. The experimental study was carried out in a channel cavity with square heat surface by visualization equipment with Mach-Zehnder interferometer and laser apparatus. Heat source was uniform heat flux($0.4W/cm^2,\;0.8W/cm^2,\;1.2W/cm^2$). When the bottom wall is heated, the tendency of natural convection flows are vigorous increasing heat flux.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.212-220
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• 2000

히트파이프 히트싱크의 라디에이터를 통과하는 공기 유동에 대한 열전달 및 유동 압력 강하를 구하기 위한 연구를 수행하였다. 이 라디에이터는 평판 휜-관 구조이며, 평판휜에 4개의 히트파이프가 유동 방향으로 정격 배열 되어있다. 입구 공기 속도 2.5~4m/s에 대해 열전달 성능실험과 수치해석을 수행하였다. 각 히트파이프의 단위 길이당 열속이 583.3W/m, 입구 공기 속도가 3m/s일때 총합 대류 열전달계수값은 약 32W/$m^2$K, 압력 강하는 8mmAq이었다. 전체속도범위에서 실험결과와 수치 해석 결과 사이에는 약 5%의 미만의 일치를 보였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1683-1696
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• 1991

본 연구에서는 정4각단면덕트 입구영역에서 층류맥동유동(laminar pulsating flows)의 유동특성을 이론 및 실험적으로 규명하기 위하여, 이론적 방법으로 덕트 입 구영역에서의 층류맥동유동에 대한 운동량방정식을 유도한 후 비선형인 대류항을 선형 화 시켜서 라플라스변환으로 속도분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험 덕트 크기는 횡단면의 가로*세로가 40mm*40mm이고, 길이가 4000mm인 정4각단면덕트 입구영역에서 송풍기에 의한 공기흡입유동으로 층류진동유동을 발생하며 이들 두유동 을 합성시켜 발생한 층류맥동유동에 대하여 열선유속계의 열선신호로부터 얻어진 속도 파형을 고찰하여 덕트내의 맥동유동에 대한 임계레이놀즈수를 결정하고 속도분포를 측 정하였다. 그리고 이론적으로 얻어진 속도분포식과 열선유속계로 측정한 속도분포를 비교검토하여 정확성을 검증하고, 이들 해석결과로 부터 층류맥동유동의 입구길이(en- trance lenght)식을 결정하여 제안하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.927-936
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• 1990

본 연구에서는 정4각 단면덕트의 입구영역에서 층류 정상유동의 유동특성을 이론적 및 실험적인 방법으로 속도파형과 속도분포를 얻어서 유동이 발달되고 있는 유 동특성과 입구길이를 규정하였다. 이론적인 방법으로는 덕트입구영역에서 공기유동 에 대한 운동량방정식을 유도한 후, 운동량방정식 중의 비선형인 대류항을 선형화시켜 서 Laplace변환으로 속도 분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험덕트의 크기가 40*40*4,000nm(가로*세로*높이)인 정 4각단면덕트에 송풍기로 공기를 흡입 하여 정상유동을 얻었고, 열선유속계에 의하여 속도파형과 속도분포 등의 측정한 결과 를 이론식과 비교검토하였다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.15 no.2
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• pp.314-322
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• 2003

Pipe cooling method is widely used for reduction of hydration heat and control of cracking in mass concrete structures. However, in order to effectively apply pipe cooling systems to concrete structures, the coefficient of flow convection relating the thermal transfer between inner stream of pipe and concrete must be estimated. In this study, a device measuring the coefficient of flow convection was developed. Since a variation of thermal distribution caused by pipe cooling has a direct effect on internal forced flows, the developed testing device is based on the internal forced flow concept. Influencing factors on the coefficient of flow convection are mainly flow velocity, pipe diameter and thickness, and pipe material. Using experimental results from the developed device, the coefficient of flow convection was calculated. Finally, a general prediction model was proposed by theoretical procedures. The proposed prediction model is able to estimate the coefficient of flow convection with flow velocity and material properties of pipe. From comparison with experimental results, the coefficient of flow convection by this model was well agreed with those by experimental results.

• Solar Energy
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• v.12 no.3
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• pp.60-69
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• 1992

Heat transfer characteristics and heat storage rate for vertical cylinder packed with paraffin as a latent heat storage material were theoretically studied. Conduction and convection mechanism were applied to the solid and liquid phase, respectively, and the results were compared with that of pure conduction model. The effects of heating temperature, initial solid temperature and aspect ratio on rate of storage were also studied. In the initial stage of melting, the natural convection is nearly restricted by the friction at the wall and the phase boundary. But it is generated when about 40% of solid melts and again it shrinks by the hot liquid situated on the upper part of the cylinder. So overall melting rate is higher then that for pure conduction model. The increase in heating temperature and aspect ratio activates the natural convection, so melting rate becomes higher. And the larger the aspect ratio, the greater the difference between upper and lower size of the solid. In the initial stage of melting, the initial temperature of solid paraffin has great effect on the melting rate, but as melting proceeds its effect lessens gradually.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.345-353
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• 1987

An analysis is performed to study flow and heat transfer characteristics of mixed free and forced convection about a sphere. Nonsimilar boundary layer equations which are valid over the entire regime of mixed convection are derived in terms of the mixed convection parameter, Gr/Re$^{2}$, through a dimensional analysis. The transformed conservation equations are solved by a finite difference method for the whole range of mixed convection regime. Numerical results for fluids having the Prandtl number 0.7 and 7 are presented. As the mixed convection parameter increases, the local friction coefficient and local heat transfer coefficient increases as well. For small Prandtl number, the friction coefficient is larger, while for large Prandtl number, the heat transfer coefficient is larger. Natural convection effect on the forced flow is more sensitive for small Prandtl number fluid. Flow separation migrates rearward as an increase in the mixed convection parameter. For small Prandtl number, the buoyancy effect is relatively small so that the flow separation occurs earlier.