• 한국전산유체공학회지
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• 제7권3호
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• pp.35-43
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• 2002

This paper addresses a numerical method for predicting transient temperature distributions in the wall of a curved pipe subjected to internal laminar thermally-stratified flow. A simple and convenient numerical method of treating the unsteady conjugate heat transfer in non-orthogonal coordinate systems is presented. Numerical calculations are performed for the transient evolution of thermal stratification in two curved pipes, where one has thick wall and the other has so thin wall that its presence can be negligible in the heat transfer analysis. The predicted results show that the thermally stratified flow and transient conjugate heat transfer in a curved pipe with a finite wall thickness can be satisfactorily analyzed by the present numerical method, and that the neglect of wall thickness in the prediction of pipe wall temperature distributions can provide unacceptably distorted results for the cases of pipes with thick wall such as safety related-piping systems of nuclear power plant.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.49-56
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• 2016

본 논문에서는 동절기 소방배관의 동파방지를 위한 열선의 직선 시공과 감기 시공의 효과를 수치해석을 통하여 분석하였다. 두 시공법들의 효과 분석을 위하여 3차원 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방적식의 비정상 해를 구하였다. 수치해석에서 물의 자연대류와 소방 배관의 열전도 방정식이 상호작용을 하므로 복합열전달 해석을 상용코드 ANSYS-FLUENT에서 제공하는 압력-속도 연성기법들 중의 하나인 SIMPLE 알고리즘을 이용하여 수행하였다. 수치해석을 통하여 시간에 따른 배관 내의 유동장 및 온도분포와 배관 내 물의 최대 및 최소온도 변화를 고찰하였다. 수치해석 결과 배관 단위 길이 당 투입열량이 동일한 경우에 감기 시공과 직선 시공의 동파방지 효과는 거의 동일함을 확인하였다. 따라서, 열선 손상과 단락 등을 고려하면 직선 시공이 더 나은 시공법이라 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권9호
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• pp.605-612
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• 2016

본 연구에서는 캡슐형 빙축열시스템에 적용되는 다양한 형상들을 가지는 아이스 볼에 대한 복합열전달 해석들을 수행하였다. 형상은 구 형상과 열전달 표면적을 넓힐 수 있도록 설계한 3가지 다른 형상을 포함하여 총 4가지 형상을 고려하였다. 볼 주위의 유동은 레이놀즈 수 300의 층류 유동으로, 볼 외부와 내부의 강제대류 및 자연대류를 고려하여 시뮬레이션을 수행하였다. 상용해석 코드인 ANSYS- FLUENT를 사용하여 비정상 열유동 해석을 수행하였다. 볼의 형상이 열전달에 미치는 영향을 고찰하여, Bone, Dimple, Hole, Sphere 형태 순으로 열전달 효율이 좋음을 확인하였다. 전체해석 기간 동안에 캡슐 내부 유체의 평균온도 차이는 최대 $0.9^{\circ}C$정도였다. 대용량 시스템의 경우 축열조 내에 30만개 이상의 캡슐이 들어가므로 캡슐 형상이 시스템 효율에 미치는 영향이 중요함을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.52-57
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• 2014

본 논문에서는 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방적식을 사용하여 동절기 소방배관의 동파방지를 위한 최적의 열선위치를 확인하였다. 물의 자연대류와 소방 배관의 전도 열방정식이 결합된 복합열전달을 해석하였다. 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하기 위하여 SIMPLE 형태의 알고리즘을 기반으로 한 상용코드(ANSYS-FLUENT)가 사용되었다. 수치해석을 수행하여 등온선과 벡터장을 살펴보았다. 물의 열팽창계수를 일정하다고 가정할 때 소방 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저온도가 가장 높아서 동파방지에 가장 효과적인 것을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.33-39
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• 2015

본 논문에서는 동절기 소방용 CPVC 배관의 동파방지를 위하여 최적의 열선위치를 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-stokes 방정식을 사용하여 수치해석을 수행하였다. CPVC 배관은 탄소강관과 열용량 등 주요 물성에 큰 차이가 있어 배관 내 물의 유동에 큰 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 물의 자연대류와 CPVC 배관의 열전도가 결합된 복합열전달을 해석하였다. 상용코드(Fluent)를 사용하여 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하였다. 소방용 CPVC 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저 온도가 가장 높아서 동파방지에 보다 효과적인 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.152-159
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• 2018

고온밸브의 비정상상태 복합열전달 해석 기법을 확립하기 위한 연구를 수행하였다. 장시간 작동하는 고온밸브의 특성과 해석의 경제성을 고려하여 두 가지 해석 기법을 제시하였다. 발달순서에 따라 구간을 나누고 구간별로 시간간격을 증가시켜 해석을 수행하는 다 구간 해석 기법과 정상상태 유동장 해석결과를 비정상상태 해석의 초기 값으로 사용하는 one-way 해석 기법을 제시 하였다. 다 구간 해석 기법의 경우 신뢰도가 높은 해석이 수행 가능하지만 경제적인 측면에서 설계 단계의 해석 기법으로는 부적합하였다. one-way 해석 기법의 경우 초기 신뢰도는 떨어지나 기민한 설계 변수 연구가 가능한 경제적인 해석 수행이 가능하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.474-481
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• 2001

This paper addresses a numerical method for predicting transient temperature distributions in the wall of a curved pipe subjected to internally thermal stratification flow. A simple and convenient numerical method of treating the unsteady conjugate heat transfer in the non-orthogonal coordinate systems is presented. The proposed method is implemented in a finite volume thermal-hydraulic computer code based on a cell-centered, non-staggered grid arrangement, the SIMPLEC algorithm, a higher-order bounded convection scheme, and the modified version of momentum interpolation method. Calculations are performed for the transient evolution of thermal stratification in two curved pipes, where the one has thick wall and the other has so thin wall that its presence can be negligible in the heat transfer analysis. The predicted results show that the thermally stratified flow and transient conjugate heat transfer in a curved pipe with a finite wall thickness can be satisfactorily analyzed by the present numerical method, and that the neglect of wall thickness in the prediction of pipe wall temperature distributions can provide unacceptably distorted results.

• 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.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.655-662
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• 1985

화염스트레치와 확산선호도가 예혼합화염에 미치는 영향을 몇가지 모델에 대해 현상적으로 고 찰하였다. 즉, 정상상태의 구형화염, 구형으로 전파되는 화염, 균일유동장내의 곡면화염, 일차원 평면화염, 그리고 확대유동장내에서 스트레치된 평면화염등을 고찰하였으며, 이 해석의 결과는 화염면의 면적 변화율로 정의된 화염스트레치의 제인자들 즉, 비균일 접선속도장과 전파화염의 곡률에 의한 영향들이 공통적 특성을 나타냄을 보여주고 있다. 화염스트레치와 확산선호도가 화염전파속도에 미치는 복합효과는 세가지로 나타나는데 이는 화염온도의 변화에 따른 화학반 응강도의 변동, 열 및 물질확산의 강도차이, 그리고 대류 및 확산전달의 방향의 상이함에 기인 한다.