• Journal of the KSME
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• v.33 no.9
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• pp.780-792
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• 1993

난류 열유속 측정을 위한 실험기법을 고찰해본 결과, 열선-냉선 조합 프로브의 사용이 현재로 서는 가장 가능성 있는 기법임을 알 수 있었다. 이와 같은 기법에서 가장 중요한 요소는 난류의 온도 변동량을 정확히 측정할 수 있는 계측장치의 확보임을 알았다. 그동안 사용되어 왔던 각종 냉선온도계의 검토와 본 연구실에서 새로이 개발한 냉선온도계의 설계 및 제작 기법에 대해 소 개하였다. 여러 가지 관점에서의 성능 비교를 통해 본 연구실에서 개발된 냉선 브리지의 성능이 상당히 우수함을 보였다. 난류 열유속의 측정과 비등온 유동에서의 난류 속도 성분을 측정하기 위한 프로브는 X형 hot-wire 프로브와 I형 cold wire 프로브를 조합하여 만들어졌으며, 온도와 속도를 함께 고려하여 교정함으로써 온도구배가 있는 속도장과 난류열유속을 측정할 수 있는 방법을 소개하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.2
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• pp.34-41
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• 2021

A commercial HVOF torch (originally designed for coating applications) has been modified as a high temperature flow source for material testing. In this study, a water cooled commercial Gardon gauge was used to measure heat fluxes at four locations away from the nozzle exit. The cooling water temperature data were used to calculate calorimetric heat fluxes at the same locations. The heat fluxes from both methods were compared and the calorimetric heat fluxes were found to be many times higher than the Gardon gauge heat fluxes. A hypothesis is applied to the calorimetric method to understand the discrepancy seen between the methods. The Gardon gauge heat fluxes are seen to be in the range of the hypothesized calorimetric calculations. This can be considered as a considerable validation for the hypothesis, but further refinement needed using appropriate numerical models.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.182-182
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• 2016

표면영상유속계는 영상분석을 이용하여 홍수시 하천 수표면 유속을 측정하는 비접촉식 유속측정장치이다. 때문에 안전하고 편하게 홍수시 유속을 측정할 수 있으나, 실제 적용상 몇 가지 문제가 있다. 하나는 야간과 악천후에는 영상 촬영이 어렵다는 점이고, 다른 하나는 영상과 실세계와의 좌표변환을 위한 참조점 측량이 반드시 필요하다는 점이다. 본 연구에서는 열영상 카메라를 이용하여 첫 번째 문제를 해결하고, 방향센서(경사계)를 이용하여 두 번째 문제를 해결하여, 언제든지 유속측정이 가능한 실시간 표면영상유속계를 개발하였다. 열영상카메라는 별도의 조명장치없이도 주야간 영상 촬영이 가능하다. 또한 안개의 영향을 받지 않으며, 저유속시 생기는 수면파의 움직임도 잡아낼 수 있는 장점이 있다. 또한, 방향센서를 이용하여 참조점을 이용하지 않고, 좌표변환 관계를 구성할 수 있도록 카메라 모형(camera model)을 구성하였다. 이 카메라 모형에 필요한 외부 변수는 하천수표면과 카메라와의 높이 및 카메라의 두 가지 경사각뿐이다. 여기에 일반적인 카메라 보정에 이용하는 방법으로 구한 카메라 내부 변수를 결합하면 된다. 이렇게 개발한 열영상 표면영상유속계는 실험 수로와 하천 현장에 적용한 결과, 종전보다 훨씬 적용이 간편하며, 매우 높은 정확도로 유속을 측정할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.383.2-383.2
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• 2016

임계 열유속 현상은 열전달 시스템에서 가열조건이나 유동조건이 변함에 따라 열전달 표면 부근의 유체상태가 액체에서 기체로 바뀌면서 열전달계수가 급격히 감소하는 현상을 말한다. 임계 열유속 발생 시 핵 비등 영역에서 순간적으로 막 비등 영역으로 넘어가면서 원전 시스템의 물리적 파괴를 일으킬 수 있게 된다. 따라서 임계 열유속 현상은 시스템 설계 및 안전해석 뿐만 아니라, 열교환 및 냉각 장치 설계에서 중요하게 고려되고 있다. 특히, 비등 열전달 시스템에서 임계 열유속 발생 시 시스템의 물리적 손상을 야기하게 된다. 따라서 원전 시스템을 보호하면서 성능을 극대화시키기 위해서는 임계 열유속 향상이 필수적이며, 임계 열유속 향상을 위한 대안 중 하나로서 열적 특성이 우수한 나노유체를 열전달 시스템에 적용하여 임계 열유속 향상을 위한 연구가 지속되고 있다. 따라서 본 연구에서는 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체를 사용하여 각각 0.5 m/s, 1.0 m/s, 1.5 m/s의 유속에서 임계 열유속과 열전달 계수를 측정하였다. 그 결과 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체의 유속이 증가 할수록 임계 열유속이 증가하는 것을 확인 하였으며, 순수물과 비교하여 최대 62.64% 증가함을 확인하였다. 그리고 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체의 비등 열전달 계수 또한 유속이 증가 할수록 비등 열전달 계수가 증가하는 것을 확인하였며 최대 24.29% 증가함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.675-680
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• 1997

반구형 간극에서 히터 출력이 임계열유속(CHF)에 이르렀을 때 히터표면의 온도 변화와 CHF 값을 측정하였다. 반구형 히터의 직경은 498mm 이고 간극은 1, 2mm 에서 실험을 수행하였다. 히터표면의 온도는 항상 간극상단의 특정 부분에서부터 증가하기 시작하였다. 즉, 이곳에서 국부적인 dryout이 발생한 것으로 판단된다. 히터의 열속이 증가함에 따라 dryout 부분은 원주방향과 아래방향으로 확장되었다. 한편 임계열유속보다 작은 열속에서는 dryout 영역이 변하지 않는 정상상태가 존재하였으나 임계열유속에서는 열속이 고정되어 있어도 dryout 영역이 스스로 확장되어 나갔다. 이 실험은 계속 진행중이며 현재까지 측정된 CHF 값을 제시하였다. CHF 값은 간극을 대상으로 개발된 기존의 실험식보다 낮게 측정되었다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2010.10a
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• pp.231-234
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• 2010

본 연구는 화재조건에 따른 화재실 바닥면에서의 열유속특성을 파악하기 위해 ISO-9705 표준화재실의 40% 축소모형공간에 대하여 화재실험을 수행하고 화재성상에 따른 열유속변화와 공간적 분포를 분석한다. 또한 모형실험에서 계측된 열유속을 Scaling Law를 적용하여 실규모 크기의 결과로 환산하고 이를 기존의 다른 연구결과와 비교분석함으로써 화재발생으로 인한 공간내 열유속의 축소법칙의 적용성을 파악하고자 한다. 실험에 사용된 연료는 천연가스, 메탄올, 에탄올, 헵탄, 톨로엔, 폴리스틸렌등이며 모형실험의 최대발열량은 450 kW 정도로 실규모로 환산시 약 4.4 MW이다. 실험결과 화재실바닥면의 열유속은 연층의 온도와 연료의 종류에 따라 차이를 보였으나 측정위치별 차이는 크지 않았으며 Scaling Law를 적용한 결과 화재실 상층부 온도가 약 $500{\sim}600^{\circ}C$ 정도에서 바닥면의 열유속은 약 $20kW/m^2$ 정도로 기존연구와 유사한 경향을 보였다. 본 연구는 화재공간 내 열유속 측정을 통해 전실화재로의 화재성장을 파악하고 화재실내부의 열적특성을 분석하기 위한 기초적인 자료를 제공하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.1
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• pp.95-98
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• 2013

Plate thermometers are used for measuring the radiative heat flux in high-temperature surroundings. The heat flux is calculated from the temperature measured at the back surface of the stainless steel surface of the meter. Heat fluxes from a Schmidt-Boelter gauge are measured as reference heat fluxes. A combined conductive coefficient is introduced to consider the heat loss to insulation, conduction through the stainless plate depth, and conduction from the non-uniform temperature of the plate of the plate thermometer. This coefficient is obtained using the repulsive particle swarm optimization.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.10
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• pp.653-658
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• 2016

A study on the measurement of critical heat flux using the transient inverse heat conduction method in spray cooling was performed. The inverse heat conduction method estimates the surface heat flux or temperature using a measured interior temperature history. The effects of the measuring time interval and location of temperature measurement on the measurement of critical heat flux were primarily investigated. The following results were obtained. The estimated critical heat flux decreased as the time interval of temperature measurement increased. Meanwhile, the effect of measurement location on critical heat flux was not significant. It was also found, from the experimental results, that the critical superheat increased as the measurement location of thermocouple neared the heat transfer surface.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.10
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• pp.967-974
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• 2009

Experiments were conducted to measure the heat flux and temperature over a protuberance, using an impulse hypersonic shock tunnel-coaxial thermocouples and a blowdown hypersonic wind tunnel-temperature sensitive paints(TSP). Experimental data were compared with the heat flux data using a blowdown hypersonic wind tunnel-heat flux gauges and it was confirmed data sets agreed well. The measured heat flux is large when the height of the protuberance is large. Also, the heat flux measurements at the upper positions are larger than at the lower positions. For high protuberances, a severe jump in the heat flux is observed, from about 0.6~0.7 of the height of the protuberances. However, when the protuberance is sufficiently short, a rise in the heat flux is rarely observed as the protuberance is submerged totally under the separation region.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.467-471
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• 2010

유속지수법(index velocity method)은 수위-유량관계에 유속을 추가적인 지수로 이용하는 방법이며 현재 자동유량측정 방법으로 널리 사용되고 있는 기법이다. 유속지수법에 많이 사용되는 측정 장비는 초음파유량계와 Acoustic Doppler Velocity Meter(ADVM) 등으로 모두 연속적인 수위와 유속을 측정하여 시계열 유량 자료를 생산하기 때문에 고리형 수위-유량관계의 재현이 가능하다. 기존의 연구에서 유속지수법은 괴산댐 하류에 적용되어 댐 방류량대비 평균 7%의 상대오차를 보였고, 시간에 따른 오차 발생이 적어 수위-유량관계에 비해 효율적으로 나타났다. 하지만 댐방류량에 의해 영향받는 구간에서는 고리형 수위-유량관계 재현에 한계를 나타냈다. 따라서 본 연구에서는 일반 자연하천인 임진강 적성지점에 ADVM을 설치하였고, 수위-단면적 관계와 평균유속($V_m$)-지표유속($V_i$) 관계를 수립하여 유속지수법에 의한 시계열 유량자료를 산정하였다. 산정된 유량자료는 측정 유량과 비교하여 정확도를 분석하였고, 시계열 유량 자료로부터 고리형 수위-유량관계를 재현하였다. 2009년 6월부터 9월까지 운영된 ADVM 자료로부터 산정된 유속지수법 최대 유량은 $10,491m^3/s$였으며, 총 18회의 실측 유량과 비교한 유속지수법 유량은 평균 7%의 상대오차를 나타냈다. 시계열 자료로부터 재현된 고리형 수위-유량관계는 임진강 적성지점의 경우 수위관측소 수위 10m, 유량 $2,000m^3/s$부터 발생하였다. 2009년 8월 11일 첨두유량 $8,000m^3/s$홍수 사상에서 발생한 고리형 수위-유량관계의 경우 수위 14m에서 $1,230m^3/s$의 유량차이를 보였고, 동일한 유량 $6,000m^3/s$에서 1.2m의 수위차이를 보였다. 2009년 8월 26일 첨두유량 $10,000m^3/s$에서 발생한 고리형 수위-유량관계에서도 마찬가지로 수위 16m에서 $1,670m^3/s$의 유량차, 유량 $8,000m^3/s$에서 수위 1.3m의 차이를 나타냈다. 이와 같이 유속지수법은 기존의 수위-유량관계가 가지는 한계점을 보완하여 고리형 수위-유량관계 재현이 가능하기 때문에 보다 정확한 유량 산정이 가능할 것으로 판단된다.