본 논문에서 고려된 저궤도 위성은 고정형 태양 전지판을 가지기 때문에 낮구간(daylight) 동안에 태양전지판이 태양지향(sun-pointing) 자세를 유지하고, 관측 임무 수행을 위해 태양 전지판 방향과 반대방향에 위치한 탑재체가 지구지향(nadir-pointing)이 되도록 자세를 변경한다. 이 때 낮기간의 대부분을 차지하는 태양지향 자세에서는 위성 패널(panel)로 입사하는 외부 열환경 요인이 지구 복사열과 알비도(Albedo)이기 때문에, 비교적 안정적인 열환경 조건을 가지고 있다. 이에 반하여, 관측 임무를 수행하는 궤도 10% 정도의 지구지향 자세에서는 위성의 열환경 조건에 가장 지배적인 영향을 주는 태양광이 위성 패널에 영향을 준다. 비록 위성이 비교적 짧은 시간 동안에 지구 지향의 자세를 유지하지만, 이러한 열한경 조건의 변화 때문에 위성의 열설계에서 지구지향의 임무 자세에 따른 열적 영향에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 열해석 모델에 관측 임무 구간 동안의 지구지향 자세를 반영한 열해석 결과를 통하여 그 영향을 알아보았다.
A study of thermophoretic particle deposition has been carried out for a particle laden stagnation flow considering the effect of radiative heat transfer. Energy, concentration and radiative transfer equations are all coupled and have been solved iteratively assuming that absorption and scattering coefficients were proportional to the local concentration of particles. Radiative heat transfer was shown to strongly affect the profiles of temperature and particle concentration. e. g., radiation increases the thickness of thermal boundary layer and wall temperature gradients significantly. As the wall temperature gradients increase, the particle concentration at the wall decreases due to thermophoretic particle transport. The deposition rate that is thermophoretic velocity times particle concentration at the wall decreases as the effects of radiation increases. The effects of optical thickness, conduction to radiation parameter and wall emissivity have been determined. The effects of anisotropic scattering are shown as insignificant.
열팽창계수의 정확한 측정은 재료과학이나 공업기술 분야에서 가장 중요한 요구량 중의 하나이다. 음향광변조기(AOM)를 이용한 고분해능 간섭식 열팽창계를 제작하여 성능검사를 하였다. 이 계는 이중광로 헤테로다인 간섭계와 복사열 전기로로 구성되어, 정밀한 변위의 측정과 시료의 신속한 가열 및 냉각이 가능토록 하였다. 또한 레이저의 주파수 안정화를 위하여 2차 맥놀이 주파수를 이용한 3종모드 안정화 He-Ne 레이저를 제작하였으며, 이때의 주파수 안정도는 5$\times$$10^{-9}$이었다. 제작된 계의 길이 측정은 실온에서 1100k온도영역에서 나노미터 정도의 정밀도를 주었다.
로켓엔진 연소실에서 막냉각을 고려한 열전달 해석을 위한 모델을 수립하였다. 연소실 내에서의 대류, 복사, 막냉각 효과는 로켓엔진을 위한 경험식을 사용하였으며, 벽 외부는 일반적인 대류, 복사 식을 적용하였다. 또한 벽 내부는 유한체적의 격자를 구성하여 시간전진법에 의해 비정상 열해석을 수행하였다. 연소압 50 기압의 액체산소/케로신 엔진을 예로 해석하였으며, 이 경우 4% 유량의 막냉각까지는 벽온도를 낮추는데 크게 기여하였으나, 그 이상의 공급은 막냉각 유량에 비해 효과가 미비함을 확인하였다.
This paper presents the results of an experimental investigation for the effect of radiant heat on the evaporation cooling of water droplet in the process of fire extinguishing. The experiments are mainly focused on the surface temperature, the surface roughness and the droplet diameter. The range of surface temperature is T$_{s}$ =80-14$0^{\circ}C$, surface roughness is R$_{a}$=0.08-0.64 ${\mu}{\textrm}{m}$ and the droplet diameter is $\Phi$=3.0 mm in the radiation. The results show that the evaporation time is shorter for the larger surface roughness and the volume of droplet increased when the surface roughness is 0.64 ${\mu}{\textrm}{m}$ at the surface temperature 127$^{\circ}C$. When the surface roughness is 0.64 ${\mu}{\textrm}{m}$, the heat flux is larger than the surface roughness is 0.08 ${\mu}{\textrm}{m}$ at the surface temperature 81$^{\circ}C$.>.>.
Radiative transfer in energy systems such as furnaces, combustors, boilers and high temperature machineries is a significant mode of heat transfer. Although there are many solution schemes suggested for analysis of radiative transfer in multi-dimensional systems, the applicabilities and accuracies of these schemes have not fully tested for nongray gases. Especially reference data for enclosures of non-orthogonal shapes are not yet enough. In this paper we present some precise radiative transfer solutions for a black walled 3-dimensional cylindrical system filled with nongray gases. The SNB(statistical narrow band) model and the ray-tracing method with the T$_{N}$ quadrature set are used for finding nongray solutions. Although the solution method used in this study is not suitable for engineering purposes, the resulting solutions are proved to be quite accurate and can be regarded as the exact solutions and the results presented in this paper can be used in developing various solution schemes fur radiative transfer by real gas mixtures.s.
케로신과 액체산소를 추진제로 하며, 10톤을 설계 추력으로 하는 우주 발사체의 2단용 액체로켓엔진의 재생 냉각 특성에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 또한 보조적인 냉각 방법으로서 노즐 확장부에는 대기로의 복사 방열에 의한 냉각을 적용하였다. 본 연구를 통해, 케로신을 연료로 하는 10톤 추력의 2단용 액체로켓엔진에서 재생냉각과 복사 냉각에 의한 냉각 기구만으로는 소재의 열 및 열구조적인 불안정성과 냉각채널에서의 과다한 압력강하에 의해 적합하지 않다는 것을 확인하였다.
본 연구에서는 수치해석을 통해 장기체공 무인기(HALE UAV)에 사용되는 태양전지에 대해 유동 및 열전달 해석을 수행하였다. 무인기가 운용되는 성층권에서는 강한 태양복사에너지가 유입되며, 자연대류에 의한 열전달이 감소하고 주위 유동에 의한 강제대류의 지배를 받는다. 이러한 환경에서의 태양전지 온도범위를 예측하기 위해 주익에 부착되어 있는 태양전지모듈을 대상으로 복합열전달 해석을 수행하였으며, 성층권 환경에서 시간에 따른 태양복사에너지, 비행속도, 밀도, 온도 등의 외기환경이 태양전지의 온도분포와 열전달 특성에 미치는 영향을 분석하였다.
A grating composed of elliptical cylinders (GEC), specially designed, is applicable to control of radiation heat transfer from a heated surface, as reported in our previous work. In this study, an analysis of radiation heat transfer is performed for a physical model in which the GEC is placed in front of a heated black-base surface and the major axes of the elliptical cylinders are inclined as a certain angle from the normal to the row of elliptical cylinders. Numerical solutions are obtained. Variations of the direction and the radiative energy concentration with slant angle of the major axis are shown for some parameters. It is verified that the GEC is able to widely change the direction of radiation heat transfer from the heated surface.
The ray effects of finite volume method (FVM) or discrete ordinate method (DOM) are known to show a non-physical oscillation in solution of radiative heat transfer on a boundary. This wiggling behavior is caused by the finite discretization of the continuous control angle. This article proposes a combined procedure of the Monte-Carlo and finite-volume method (CMCFVM) for solving radiative heat transfer in absorbing, emitting, and an-isotropically scattering medium with an isolated boundary heat source. To tackle the problem, which is especially pronounced in a medium with an isolated heat source, the CMCFVM is suggested here and successfully applied to a two-dimensional circular geometry.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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