• 제목/요약/키워드: 복사전달 방정식

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비열평형 대기의 원자스펙트럼

  • 김갑성
    • 천문학논총
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    • 제5권1호
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    • pp.40-64
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    • 1990
  • 복사전달식, 통계평형식 및 전하 입자 보존식을 동시에 만족시키는 비열평형상태의 대기에 대하여 그 방출원자스펙트럼을 수치계산하였다. 등온, 중압의 비열평형 태양홍염을 대상모델로 선정하였는데 여기에 적응한 제한조건중 복사전달에 관련된 편미분방정식은 3점 근사 차분법에 의해 정리하였고 홍염중심에 대칭성을 가정하여 경제조건을 부여하였으며 대기의 물리상태에 관련된 비선형 연립방정식의 해는 완전선형화 기법을 통한 퓨트리에 소거법을 이용해 구하였다.

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보일러 화로내 3차원 복사열전달의 공학적 해석

  • 이진욱;마수만;임동렬
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.150-156
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    • 1995
  • 보일러 화로내의 3차원 복사열전달 현상을 비교적 간단하게 수행할 수 있는 프로그램을 개발하여 중유를 연료로 사용하는 산업용 보일러의 화로해석을 수행하였다. 프로그램 개발시에는, 공학적으로 수용이 가능한 범위내에서의 경험값 및 가정을 도입하여 화로내에서 존재하는 현상들을 해석하기 위한 연립편미분방정식을 가능한 분리(decoupling)시켜 3차원 복사열전달 현상을 비교적 간단하게 수행할 수 있게 하였으며, 특히 보일러 제조업체의 설계부서에서 직접 화로해석을 수행하고 그 결과를 기본설계에 반영할 수 있게 시도하였다. 실제 보일러의 화로에 대한 설계자료를 이용하여 화로해석을 수행하였으며, 그 결과의 신뢰성을 입증하였다.

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매끈한 튜브의 입구 영역에서 난류유동에 의한 대류와 비회복사 (Non-gray Radiation with Turbulent Convection in the Entrance Region of a Smooth Tube)

  • 서태범
    • 설비공학논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.667-680
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    • 1995
  • 튜브 내의 입구영역에서 난류 유동에 의한 대류와 비회복사(non-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라고 가정하였다. 지배방정식을 계산하기 위해 유한차분법이 이용되었고, 복사전달방정식을 이차편미분방정식으로 바꾸기 위해 P-1 근사법이 사용되었다. 그리고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray absorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균 온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 또한, 가스의 성분조성에 대한 영향을 조사하였으며, 이러한 결과에 기초해서 튜브 내에서 난류유동에 의한 대류와 비화복사가 동시에 일어날 때의 복사 뉴셀트수를 쉽게 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.

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연직 원통윈에서의 혼합대류-전도 복합열전달에 미치는 복사효과 (Radative Effect on the Conjugate Mixed Convection-Conduction Heat Transfer along a Vertical Circular Cylindrical Fin)

  • 최상경;여문수;손병진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1706-1716
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    • 1991
  • 본 연구에서는 혼합대류하는 연직원통휜 열전달에 미치는 복사효과에 Rossel- and 근사해법을 도입한 층류 경계층방정식과 휜 전도방정식을 동시에 해석하여 복사 -전도매개변수(radiation-conduction parameter) M, 대류-전도 매개변수(convectionc- onduction parameter) N$_{c}$, 부력매개변수(buoyancy force parameter) R$_{i}$ 그 리고 횡곡률 매개변수(transverse curvature parameter) .lambda.를 계산 파라미터로 하여 휜 최적설계의 기본이 되는 총열전단률, 무차원 국소등가열전달계수, 무차원 국소열플 럭스 및 휜온도분포를 계산할 수 있는 일반성있는 algorithm을 개발하고 휜 성능에 관 한 결과들을 제공함으로써, 좀 더 완전한 복사 열플럭스를 도입한, 다음 연구를 위한 범용의 기초자료를 얻는데 본 연구의 목적이 있다.

복사유체의 복사열전달 수치 적분에 관한 연구 (Investigation on Numerical Integration for Radiation Heat Transfer in Radiating Fluid)

  • 한조영
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.43-51
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    • 2004
  • Interaction between fluid flow and thermal radiation has received considerable attention due to its numerous applications in engineering field. In this case the thermofluid properties of radiating fluid vary with the variation of temperature field caused by absorption and emission of radiant heat. To analyze the radiation heat transfer in radiating fluid, the simultaneous solution of the radiative transfer equation (RTE) and the fluid dynamics equations is required. This means that the numerical procedure used for the RTE must be computationally efficient to permit its inclusion in the other submodels, and must be compatible with the other transport equations. The finite volume method (FVM) and the discrete ordinates method (DOM) are usually employed to simulate radiation problems in generalized coordinates. These two representative methods are examined and compared, especially in view of the numerical integration of the radiation intensity over solid angle. The FVM shows better accuracy than the DOM owing to less constraints of the selection of control angle.

복사유체의 복사열전달 수치 적분에 관한 연구 (Investigation on Numerical Integration for Radiation Heat Transfer in Radiating Fluid)

  • 한조영
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.62-70
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    • 2004
  • Interaction between fluid flow and thermal radiation has received considerable attention due to its numerous applications in engineering field. In this case the thermofluid properties of radiating fluid vary with the variation of temperature field caused by absorption and emission of radiant heat. To analyze the radiation heat transfer in radiating fluid, the simultaneous solution of the radiative transfer equation (RTE) and the fluid dynamics equations is required. This means that the numerical procedure used for the RTE must be computationally efficient to permit its inclusion in the other submodels, and must be compatible with the other transport equations. The finite volume method (FVM) and the discrete ordinates method (DOM) are usually employed to simulate radiation problems in generalized coordinates. These two representative methods are examined and compared, especially in view of the numerical integration of the radiation intensity over solid angle. The FVM shows better accuracy than the DOM owing to less constraints of the selection of control angle.

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복사열전달을 동반하는 다공성 매질내의 예혼합 화염 (The Premixed Flame in a Radiatively Active Porous Medium)

  • 김정수;백승욱
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.265-270
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    • 1989
  • 본 연구에서는 복사강도를 반구에 대하여 적분하여 비정상 미분방정식의 형태로 로 얻어지는 2-유속 회매질복사모델을 사용하여 복사전달방정식을 구성하고, 전술한 Yoshizawa 등의 가정을 배제하면서, 다공매질의 물리적 길이, 흡수계수 및 혼합기체의 당량비(equivalenceratio) 등을 변화시킴으로써 매질 내의 열적 구조를 분석하여 그들의 의 연구를 확장, 해석한다.

실내화재에서 연기거동에 미치는 복사영향에 대한 수치해석적 연구 (A Numerical Study of Radiation Effect under Smoke Movement in Room Fire)

  • 정진용;유홍선;홍기배
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.6-12
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    • 2000
  • 본 연구는 두 가지 유형의 3차원 실내 공간 내에서 화재 발생시 연기거동에 미치는 복사영향을 알아보기 위해 자체개발한 SMEP(Smoke Movement Estimating Program) Seld 모델을 사용하여 수치해석하였다. PISO 알고리즘과 부력항을 포함한 수정 k - e 난류모델을 사용한 SMEP은 연속, 운동, 에너지, 농도 그리고 복사 열 전달 방정식을 풀었으며, 복사 열 전달 방정식의 해석을 위하여 S-N 구분종좌표법을 채택하여 사용하였다. 수치해석 결과 연기의 온도분포는 복사를 고려하지 않고 대류만을 고려했을 경우 실험치와 많은 오차를 보였으나 복사를 함께 고려했을 경우는 실험치와 작은 오차범위로 비슷한 경향을 나타내었다. 이것은 연기속에 포함되어 있는 연소생성물 중 H2O와 CO2 가스의 복사 영향 때문이며, 따라서 좀더 실제적인 화재해석에 있어서 복사는 반드시 고려되어야만 한다.

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아트리움에서 화재 발생시 복사가 고려된 연기거동에 대한 수치해석 연구 (A Numerical Study of Smoke Movement with Radiation in Atrium Fires)

  • 정진용;유홍선;홍기배
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.7-15
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    • 2001
  • 본 연구는 3차원 아트리움 공간(일본의 SIVANS 아트리움)내에서 화재 발생시 복사가 고려된 연기의 거동을 알아보기 위해 자체개발한 SMEP(Smoke Movement Estimating Program) Held 모델을 사용하여 수치해석하였다. PISO 알고리즘과 부력항을 포함한 수정 k-$\\varepsilon$ 난류모델을 사용한 SMEP은 연속, 운동, 에너지, 농도 그리고 복사 열 전달 방정식을 풀었으며, 복사 열 전달 방정식의 해석을 위하여 S-N 구분종좌표법을 채택하여 사용하였다. 수치해석 결과 연기의 온도분포는 복사와 대류를 힘께 고려했을 경우가 대류만을 고려했을 경우 보다 실험결과와 근사한 경향을 나타내었다. 이것은 연기속에 포함되어 있는 연소생성을 중 $H_2$O와 $CO_2$ 가스의 복사 영향 때문이며, 따라서 좀더 실제적인 화재해석에 있어서 연기의 복사 영향을 고려하는 것이 필요하다. 또한 연층의 하강 복도는 약 0.l m/s이었으며 피난수준인 바닥 1.5m까지 연층이 도달하는 데에는 56 kW의 Ultra Fast Fire의 경우 약 450초의 시간이 걸렸다.

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복사 열전달을 고려한 고체 추진제의 연소 불안정 현상에 관한 재해석 (Reexamination of the combustion instability of solid propellant with radiative heat transfer)

  • 이창진;변영환;이재우
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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    • pp.10-11
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    • 1997
  • 고체 추진제를 사용하는 추진 시스템을 개발하는데 가장 커다란 문제로 인식되고 있는 것은 추진제의 연소 특성을 이해하는 일이다. 그 중에서도 연소실의 압력 진동과 추진제 벽면으로 흡수되는 복사 열전달에 의한 연소율(burning rate)의 변화로 인하여 발생하는 연소 불안정에 대한 이해는 아직도 완전히 규명되지 않고 있다. 고체 추진제의 연소 불안정에 대한 이론적 해석은 준-정상 1차원 해석(Quasi-Steady Homogeneous One-Dimension) 방법에 의하여 단순화된 지배방정식을 해석하는 것이 일반적으로 잘 알려져 있는 방법이다. 이 가정은 고체 추진제가 연수되는 영역을 두께가 매우 얇은 영역의 표면반응영역(surface reaction layer)과 화학반응이 없는 응축상태영역(condensed phase zone) 그리고 기체상태의 연료와 화염이 존재하는 기체상태영역(gas phase zone) 등의 3영역으로 구분하며, 기체상태영역에서 발생하는 교란에 대한 응축상태영역의 반응시간 크기(response time scale)가 매우 크기 때문에 응축상태영역의 반응은 준 정상적으로 일어난다고 가정하는 것이다.그러나, 연소실의 온도가 $3000^{\circ}K$ 정도의 높은 온도이어서 복사 열전달에 의한 고체 추진제의 가열이 중요한 열전달 방법으로 작용하게 되므로 이를 무시한 이론적 해석은 물리적인 중요성이 약하여질 수밖에 없다. 본 연구에서는 기체영역으로부터 전달되는 복사 열전달은 투명(transparent)한 표면반응영역을 통과하여 응축상태영역에서 모두 흡수되며 추진제 표면에서의 복사열방출(emission)을 고려하였다. 또한 연소불안정 현상을 해석하기 위하여 표면반응영역에서의 경계조건은 선형교란량으로 대치하는 Zn(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 사용하였다. 이 방법은 기체상태영역에 대한 구체적인 해석없이도 연소불안정 현상을 해석할 수 있는 장점이 잇다. 즉 응축상태영역에서의 연소율과 표면온도는 각각 기체영역으로부터 전달되는 온도구배와 연소압력, 그리고 복사 열전달의 함수관계이므로 선형교란에 의한 추진제표면에서의 교란경계조건을 얻을 수 잇으며, 응축영역의 교란지배방정식과 함께 사용하여 압력교란과 복사 열전달의 교란에 대한 연소율의 교란 증감 여부를 판단하여 연소 불안정 현상을 해석할 수 있다.

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