• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.485-496
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• 1992

본 연구에서는 제철, 제강공정에서 많이 사용하고 있는 C22FR1.4형의 주형을 상사적으로 축소시킨 주철제(GC25) 주형에 순알루미늄(순도99%)의 주물을 용입하여 응고 및 냉각 과정의 주물 및 주철제 주형에 미치는 열의 영향에 관하여 2차원 비정상 열전도 문제를 경계요소법으로 해석하고 실험을 통하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권10호
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• pp.653-658
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• 2016

본 연구에서는 비정상 열전도 역산문제의 해석이 가능한 프로그램을 이용하여 온도측정의 시간간격, 측정위치가 분무냉각 열유속의 측정결과에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. CHF 부근에서는 온도측정의 시간간격이 커질수록 비정상 열전도 역산법을 이용하여 계산한 열유속은 점차 감소하고 있음을 알 수 있었다. CHF 부근에서는 열유속이 매우 빠르게 변화하기 때문에 시간간격을 일정 값 이하로 작게 측정하여 열유속을 계산하는 것이 매우 중요할 것으로 판단된다. 온도측정위치는 비정상 열전도 역산법을 이용한 CHF 부근의 계산결과에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 파악되었다. 실험결과로부터 CHF 과열도는 열전대의 측정위치가 전열면 표면에 가까울수록 약간 고온으로 이동하는 경향이 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.13-13
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• 1999

본 논문에서는 해석영역의 형상변화, 즉 로켓노즐 내열재의 삭마로 인해 야기된 경계 면의 이동을 고려하면서 2차원 비정상 비등방성 재료의 열전달 문제를 해석할 수 있는 수치해석에 대해 기술하였다. 수치해석 알고리즘은 유한요소법이며 열해석시 경계면 이동으로 인한 격자계의 절점 좌표점이 계산과정 동안에 이동하는 변형 가능한 유한요소격자(transformable finite-element grid)를 사용하였다. 본 수치해석기법의 타당성 입증을 위해 극심한 열하중이 부여된 조건하에서 엄밀해가 존재하는 비정상 축대칭문제 및 고체로켓 노즐내열재에 대해 열해석을 수행하였으며, 그 결과 수치해는 엄밀해 또는 실험치와 잘 일치함을 보이었다. 여러 가지 복합재로 구성된 내삽노즐 또는 외삽노즐에 대해서도 안정된 수치해를 얻을 수 있었다. 아울러 노즐목삽입재로 탄소-탄소 복합재를 적용한 고체추진기관 내삽노즐을 해석모델로 택하여 열전달 해석을 수행하고 해석결과를 분석하였다. 노즐의 표면산화반응에 대한 열반응상수, 즉 Arrhenius 형태로 표시된 식에서 pre-exponential factor 및 activation energy 변화가 탄소-탄소 복합재 및 탄소-페놀릭 복합재의 삭마량에 미치는 영향에 대해서 고찰하였다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.43-50
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• 1990

박판용접은 선박, 자동차 등의 강(steel) 구조물의 제작시 폭넓게 사용되어지고 있다. 그러나 박판용접시 발생되어지는 열변형 및 용접잔류응력은 구조물 제작중은 물론 가동시에도 그 안전성을 해치는 경우가 있다. 따라서 용접잔류응력 및 열변형을 정확하게 예측하기 위하여 열원이동의 효과를 고려한 박판의 온도 분포특성을 정확하게 해석하는 것이 중요하다. 본 논문에서는, 박판의 2차원 비정상 열전도 문제를 아이소파라메트릭 요소를 이용하여 정식화하였으며, 동시에 유한요소법의 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, 그 타당성을 검증하기 위하여 본 해석 결과와 실험식과 비교 검토하였으며 또한 그 효용성을 증명하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.535-541
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• 2010

본 연구에서는 정상상태의 비선형 열탄성 문제에 대하여 탄성 계수 및 열전도 계수에 대해서 보조변수법을 이용한 연속체 기반의 설계민감도 방정식을 유도하였고, 온도와 변위장이 연성된 보조방정식을 정의하여 효율적으로 설계민감도 해석을 수행하여 위상 최적설계에 적용하였다. 수치 예제를 통하여 열탄성 문제에서 위상 최적설계가 갖는 요소망 의존성을 살펴보았다. 또한 열 하중이 지배적인 경우와 기계적 하중이 지배적인 경우를 비교하여 다중 물리 연성문제에서 위상 최적설계가 갖는 하중에 대한 의존성을 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.153-156
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• 2010

나노유체로 기공이 채워진 규사와 같은 2상 물질의 고온에서의 유효 열전도도를 비정상열침법을 사용하여 측정하였다. 본 연구의 나노유체는 물과 0.1% 체적률의 입경이 45 nm 인 알루미나 나노입자의 혼합유체이다. 본 연구의 측정방법은 액체가 모래의 미세한 기공 내에 존재하므로, 열전도도의 측정에서의 액체의 대류에 의한 문제가 적다. 본 연구의 모래에 대한 예측모델을 사용하여 나노유체와 모래입자의 2상 물질의 유효 열전도도의 측정결과로부터, 고온의 나노유체의 열전도도를 결정하였다. 실험결과, $30^{\circ}C\sim80^{\circ}C$의 온도 범위에서 순수한 물에 대한 본 연구의 나노유체의 열전도도의 증가율은 4.87% ~ 5.48% 의 범위에서 변화하는 것으로 나타났다.

• 공학논문집
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• 제1권1호
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• pp.23-30
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• 1997

실내를 따뜻하게 하기위한 고온의 라디에이터, 냉동코일, 변압기, 전기가열장치 및 전자장비에서와 같이 자연대류에 의한 에너지전달은 여러 공업분야에 응용되고 있다. 일반적으로 임의의 벽면온도에 따른 수평채널에서의 비정상자연대류흐름과 수학적.물리적 대류이동에 관한 기본법칙을 고찰하였다. 전달문제에 관한 물리적 의미있는 엄밀해는 표준유한정현변환기법을 적용함으로써 폐쇄형에 있어서 얻어진다. 또한 최종 정상상태의 유동과 열전달을 초래하는 Pr수와 Ra수 등 기본매개변수의 영향에 대해서 각각 검토하였다. 축방향의 평균속도를 측정하는 Pr수가 Pr>1 과 Pr<1 일 경우 각각 시간차에 접근하고 또한 축방향의 온도구배를 대표하는 함수는 기본매개변수가 없으므로 영향을 받는 것이라 본다. 그러나 정상상태의 유동현상은 Ra수에 따라서만 영향을 받게된다. 자연대류는 여러 가지 전기기구들은 물론이고 파이프장치 등의 열전달에 큰 영향을 미친다. 또한 열전달과정이 포함되는 바다와 대기의 운동과 같은 지구의 환경과학에도 중요하다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.75-83
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• 1995

생산현장의 판굽힘가공 자동화를 위한 기초연구로서 강판의 선상가열 변형을 역학적 측면에서 고찰하고 3차원 비선형 과도 열탄소성 유한요소해석을 통한 수치 시뮬레이션을 시도하였다. 가스토치에 의해 가열되는 평판의 비정상 열전달 문제를 해석하며 온도분포의 시간이력을 계산하였고 이를 바탕으로 평판의 과도 열변형과정을 해석하였으며 그 결과를 상세히 고찰하였다.

• 태양에너지
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• 제11권2호
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• pp.63-69
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• 1991

장방형 발열체 주위에서의 열전달 현상을 고찰하기 위하여, 주위유체가 공기인 정상 층류상태에서 수직단열판에 한변의 길이가 L인 2개의 등온 사각비임이 부착된 경우 사각비임으로부터의 전열특성을 상 하 비임사이의 간격($0.5{\le}D/L{\le}3.0$)과 Grashof 수를 변수로하여 수치해석 하였다. D/L가 증가함에 따라 하부비임의 하향면과 상부비임의 측면을 제외한 나머지 비임표면의 국소 Nusselt 수는 증가하였으며 최대전체평균 Nusselt 수를 갖는 최적비임간격은 D/L=2.6에서 나타났다. 본 연구는 전자장비나 Computer 등에서 발생되는 열의 방열문제, 그리고 기판상의 Micro-chip 및 부품 등의 효율적인 배열에 관한 기초자료를 제시하는데 목적이 있다.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.224-232
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• 1999

캡슐형 잠열재를 이용한 열저장 시스템은 바닥 난방 및 건물 난방에서 매우 효과적인 시스템이다. 이러한 시스템 개발에 필수적인 요소가 열유동 매체가 순환하는 파이프 주변의 캡슐내 온도 분포와 열유동 매체의 유량 등이다. 그러므로 본 연구에서는 3차원 비정상 상태에서 Navier-Stokes 방정식, 난류모델을 비롯한 스칼라 보존 방정식을 적용하여 캡슐 블록의 온도 분포 및 파이프 내의 유동장 해석을 수행하였다. 또한 본 연구와 같이 계산 영역이 특별한 기하학적 현상을 형상(circle+square)인 문제 해결하는데 적용할 수 있는 새로운 격자 생성 기술(MBFGE/CCM)을 개발하였다. 격자계는 파이프에서 원형 격자를 이용하였고, 캡슐 블록에서 사각 격자를 이용하여 다중격자와 미세격자를 결합하여 사용하였다. 본 연구의 목적은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 미세 캡슐을 이용한 축열보드에 적용하여 2종류의 열경계 상태에 대하여 속도와 온도분포를 계산하여 비교분석을 하는 것이다. 온도는 축열 보드의 한 쪽면은 대류면이고 다른 한쪽면은 단열면인 경우(Case 2)보다 양면 모두 단열인 경우(Case 1)일 때 더 높게 상승하였다. 온수 파이프 중심선인 Y=0 에 가까운 영역에서 Case 1과 Case 2사이에 축열 보드 내에서 온도 차이는 확연하게 나타났다. 향후 수치해석의 정확도를 높이고 축열 보드의 열전달 현상을 보다 정확히 계산하기 위해서는 위치 및 시간에 따른 정밀한 온도 측정값이 필요하고 특히 잠열재인 미세 캡슐이 상변화를 하므로 온도 변화에 따른 물질의 비열(C$_{p}$)과 열전달율(λ)을 고려한 방정식이 요구된다.