• 에너지공학
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• 제8권4호
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• pp.540-545
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• 1999

고전적인 Fourier 열전도 방정식은 극저온하에서 또는 아주 짧은 시간동안의 가열시 타당성이 없는 것으로 고려되었다. 이러한 조건하에서는 열전도파의 성질이 지배적이기 때문에 , 수정된 Fourier 법칙에 근거한 쌍곡선형 열전도 방정식이 도입되었다. 열전도에 대한 Fourier 모델과 쌍곡선형 열전도모델이 적분변환법과 함께 Green 함수방법을 이용하여 분되었다. 한쪽 표면에서 주기적인 표면가열을 하는 유한한 평판의 열유속 분포 및 온도분포의 해를 제시하였고 각가의 모델로부터 얻어진 결과를 서로 비교검토하였다. 쌍곡선형 열전도 방정식에서 유도된 열전도파는 매개물을 통해 전파되어 맞은편쪽의 단열표면에서 가열 표면쪽으로 반사하였으나 , 고전적인 Fourier 모델에 의한 열은 열적교란이 매개물의 전체에 걸쳐서 전달된 후 즉각적으로 무한한 속도로 열전파가 발생함을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권7호
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• pp.952-957
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• 2001

In the glass forming process, the phenomena of hyperbolic heat conduction in the hot mold with an inner defect are studied analytically. It is shown that the temperature predicted by the parabolic model is underestimated compared to the one by the hyperbolic model. As the rmal wave is reflected from the area with defects and then arrives at the surface supplied by the heat flux, it is expected that there exists thermal shock in the materials. The area with defects is assumed to be adiabatic since its thermal conductivity is much lower compared to the one of the material. The results also indicate that the sudden temperature -jump in the mold surface can cause diverse problems such as glass defect (embryo mark, etc), oxidation of mold and coating, and change of material properties.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권5호
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• pp.670-679
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• 1998

The solution of hyperbolic equation with wave nature has sharp discontinuties in the medium at the wave front. Difficulties encounted in the numrtical solution of such problem in clude among oth-ers numerical oscillation and the representation of sharp discontinuities with good resolution at the wave front. In this work inviscid Burgers equation and modified heat conduction equation is intro-duced as hyperboic equation. These equations are caculated by numerical methods(explicit method MacCormack method Total Variation Diminishing(TVD) method) along various Courant numbers and numerical solutions are compared with the exact analytic solution. For inviscid Burgers equa-tion TVD method remains stable and produces high resolution at sharp wave front but for modified heat Conduction equation MacCormack method is recommmanded as numerical technique.

• 동력기계공학회지
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• 제4권4호
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• pp.16-24
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• 2000

고체내의 열에너지의 전달을 분석하기 위하여 고전적인 Fourier 열전도 법칙과 에너지 보존식에서 유도되는 열전도 방정식을 사용해 왔다. 이러한 열전도 방정식은 열전도가 무한한 속도로 진행된다는 것을 의미하고 있다. 그러나 극저온상태에서나 매우 급속한 열전도과정 중 매우 짧은 시간의 상태에서 non-Fourier 모델에 기초를 둔 쌍곡선형 열전도 방정식이 도입되었다. 최근의 이에 관한 연구에서 열전도가 파장의 형태로 유한한 전파속도를 갖는다는 것이 실험적으로 증명되었고 이로부터 여러 가지 실험적인 해석과 이론 해석이 전개되었다. 본 논문에서는 열전파 속도의 유한한 성질을 나타내는 수정된 열전도 법칙을 이용하여 1차원 평판에 대하여 공간에 대한 finite Fourier 변환 방법과 Green 함수 방법으로 해석하여 열전도파의 파동 성질, 공진 현상 및 위상차를 고찰하고자 한다. 열전도파가 갖는 모달 주파수에 대해 임계값을 갖으며 이 임계값을 초과할 때 공진 현상과 위상차를 고찰할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권1호
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• pp.1-11
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• 1998

For the analysis of phonon heat transfer within short time and spatial scales, conventional macroscopic heat conduction equations with jump boundary conditions are tried and the results are compared to those of equation of phonon radiative transport(EPRT), which is one of microscopic transport equation. In transient state the macroscopic temperatures show far different behavior from EPRT. In steady state the hyperbolic temperatures with temperature jump at the wall from time relaxation model agrees well with EPRT temperatures. Since EPRT is also an approximate form of microscopic transport equation and there are no experimental results to verify the proposed model in this study, we can not conclude whether the approaching method from this study is valid or not. To the authors' knowledge, there are no experimental results available which can be used to test the validity of these models. Such an experiment, while difficult to conduct, would be invaluable.

• 동력기계공학회지
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• 제3권3호
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• pp.14-21
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• 1999

The wave nature of heat conduction has been developed in situations involving extreme thermal gradients, very short times, or temperatures near absolute zero. Under the excitation of a periodic surface heating in a finite medium, the hyperbolic and parabolic heat conduction equations and the damped wave equations in heat flux are presented for comparative analysis by using the Green's function with the integral transform technique. The Kummer transformation is also utilized to accelerate the rate of convergence of these solutions. On the other hand, the temperature distributions are obtained through integration of the energy conservation law with respect to time. For hyperbolic heat conduction, the heat flux distribution does not exist throughout all the region in a finite medium within the range of very short times(${\xi}<{\eta}_l$). It is shown that due to the thermal relaxation time, the hyperbolic heat conduction equation has thermal wave characteristics as the damped wave equation has wave nature.