• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.37-44
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• 2015

Conjugate heat analysis on a high pressure turbine stage including secondary flow paths has been carried out. The secondary flow paths were designed to be located in front of the nozzle and between the nozzle and rotor domains. Thermal boundary conditions such as empirical based temperature or heat transfer coefficient were specified at nozzle and rotor solid domains. To create heat transfer interface between the nozzle solid domain and the rotor fluid domain, frozen rotor with automatic pitch control was used assuming that there is little temperature variation along the circumferential direction at the nozzle solid and rotor fluid domain interface. The simulation results showed that secondary flow injected from the secondary flow path not only prevents main flow from penetrating into the secondary flow path, but also effectively cools down the nozzle and rotor surfaces. Also thermal barrier coating with different thickness was numerically implemented on the nozzle surface. The thermal barrier coating further reduces temperature gradient over the entire nozzle surface as well as the overall temperature level.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.190-200
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• 1991

본 연구에서는 고온에 노출되는 열-점소성 거동의 해석을 위해 소성유동, 크 리프, 응력풀림(stress relaxation)등의 거동을 동시에 다룰 수 있는 통일구성방정식 모델에 대해 논하고 적절한 모델을 선정한다. 이 모델은 미소변형이론에 근거한 것 이므로 구조물의 거동을 소변형률(small strain)과 소회전(small rotation)의 범위내 로 가정하여 해석한다.선정된 모델에 대해서 시간변화율 형태의 방정식으로부터 유 한요소법을 통한 수치화와 사용된 구성방정식을 효율적으로 처리할 수 있는 수치해석 법상의 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리즘을 사용하여 유한요소법 전산코드를 적상하고, 작성된 코드를 이용하여 고온에서 하중을 받는 단순보와 국부적으로 심한 가열을 받는 구조물에 적용하여 고전적인 구성방정식으로 복합적인 해석이 어려웠던 열-점소성 거동을 효과적으로 해석할 수 있음을 보인다. 본 논문은 응력해석에 주안 점을 두었으므로 열해석에 관한 상세한 논의는 가급적 생략하기로 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.29-36
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• 2017

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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.194-198
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• 2006

In this study, numerical modeling was performed to analyze air flow including radiation heat transfer inside a small chamber. Characteristics of heat transfer between source plate and target through glass are investigated for various surface temperature of heat source plate with buoyancy effect due to gravity force. Conduction heat transfer through the glass is considered and heat source plate is assumed to be a black body. Target surface temperature is largely affected by the radiation heat transfer. It can also be seen that as the source temperature increases target surface is dominated by radiation rather than convective heat transfer by air.

• 설비공학논문집
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• 제23권2호
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• pp.132-138
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• 2011

In the present article, we investigate numerically turbulent flow of air through compound rectangular channels. Large eddy simulation(LES) is employed for unsteady turbulence modeling. LES gives better predictions for the axial mean velocity distribution than those of other turbulent models. Strong large-scale quasi-periodic flow oscillations are observed in most of the geometries investigated. Such large-scale flow oscillations in compound rectangular channels are similar to the quasi-periodic flow pulsation through the gaps between fuel rod bundle in nuclear reactor. It exists in any longitudinal connecting gap between two flow channels. The frequency of this flow oscillation is determined by the geometry of the gap. The large scale cross motions through the rectangular compound channels induce significant heat transfer enhancement of the compound channel flow.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권1호
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• pp.77-82
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• 2013

The error in measuring temperature profiles by thermocouple inside boundary layer mostly comes from the conduction heat transfer of the thermocouple. The error is not negligible when the conductivity of the thermocouple is very high. In this study, the effect of conduction heat transfer of the thermocouple on the temperature profile inside boundary layer was examined by considering both free-stream velocity and a thermocouple position. The conduction error of an E-type thermocouple was investigated by numerical analysis of three-dimensional conjugate heat transfer for various velocity profiles of boundary layer and thermocouple positions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.781-788
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• 2013

엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포 계산은 엔진 전체 구조안정성 평가시 열응력에 의한 변형을 고려하기 위해 필수적으로 수행된다. 최근 박용 및 발전용 중속엔진은 압축비 및 출력이 증대 되어 설계되고 있는 추세여서 증가된 연소실 열부하에 의한 영향을 고려하기 위해 열전달 해석의 높은 정확도가 요구되고 있다. 본 연구에서는 엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포를 계산하고 계산된 온도 수준이 설계기준에 만족하는지를 정확히 평가 하기 위한 열전달 해석 프로세스를 정립하였다. 각 주요 열부하 영역의 경계조건 설정 과정을 1 차원 엔진 성능해석 및 3 차원 열유동 해석을 통하여 산출하여 적용하였으며 해석 결과는 해당엔진 모델의 프로토 타입엔진 주요 부품 온도를 계측하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.887-902
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• 1994

Within the framework of anisotropic thermoelasticity, the problem of an interlaminar crack in a laminated fiber-reinforced composite subjected to a uniform heat flow is investigated. Under a state of generalized plane deformation, dissimilar anisotropic half-spaces with different fiber orientations are considered to be bound together by a matrix interlayer containing the crack. The interlayer models the matrix-rich interlaminar region of the fibrous composite laminate. Based on the flexibility/stiffness matrix approach, formulation of the current crack problem results in having to solve two sets of singular integral equations for temperature and thermal stress analyses. Numerical results are obtained, illustrating the parametric effects of laminate stacking sequence, relative crack size, crack location, crack surface partial insulation, and fiber volume fraction on the values of mixed mode thermal stress intensity factors.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.183-185
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• 2008

재택근무와 소규모 창업 등 사무 환경의 변화 에 따라 프린터와 복합기의 소형화가 요구 되고 있다. 이러한 소형화에 의해 프린터 내부의 발열 요소들이 제한 된 공간에 배치되어, 기기 내부의 열 유동 및 발열 개선은 제품의 수명과 안정성 확보를 위한 중요 사항이 되었다. 본 논문에서는 프린터와 복합기의 내부 요소 중 주요 발열원인 전원 공급 장치에 대하여 Computational fluid dynamics (CFD) software 인 ICEPAK을 이용하여 중요 부품의 배치 조건에 따른 대류 와 온도 특성을 확인 하고, 최적화 된 부품 배치 방법을 제안한다. 또한 제안하는 부품 배치 방법을 적용한 초박형 프린터용 50W 급 전원 공급 장치를 제작하여 실제 온도 특성이 개선됨을 확인한다.