• 태양에너지
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• 제18권2호
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• pp.123-135
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• 1998

자연대류에서 정사각형 밀폐공간의 중앙에 고립된 전도성 장애물이 들어 있을 때 열전도도의 효과를 수치해석적으로 연구하였다. Pr=0.17, $Ra=1.0{\times}10^4,\;1.0{\times}10^5,\;1.0{\times}10^6$, 유체와 전도체의 열전도율비인 $K^*$=1.0, 6.6, 34.0 그리고 전도성 장애물의 비 ${\zeta}$=0.5,1.0,2.0에서 수치연구를 수행하였다. 그 결과들은 유선, 등온선 그리고 Nusselt수로 나타내었다. Ra and $K^*$ 값이 일정한 상태에서 평균 Nusselt수가 증가함에 따라 ${\zeta}$ 가 증가하였다. ${\zeta}=1.0$(장애물의 형상비)일 경우 Rayleigh수에 관계없이 $K^*$(장애물의 열전도율비)가 증가할수록 평균 Nusselt수는 감소한다. 장애물의 크기와 열전도율비가 동일할 때 대류열전달 효과는 ${\zeta}=0.5$인 경우보다 ${\zeta}=2.0$일 때 더 향상되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.365-371
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• 2019

본 연구에서 SiO₂ 증착용 확산 화염 버너의 연료와 산소의 비율 변화에 따른 화염의 온도 분포를 전산 유체 해석을 수행하였다. 이는 친환경 원료물질을 이용한 광섬유 제조용 SiO₂ 프리폼 증착 공정을 시뮬레이션하기 위한 전단계에 해당한다. 예혼합 연소를 모델링하기 위해서 열 유동, 대류 및 화학 반응을 고려하였고 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식과 k-ω 모델을 사용하였으며, 실제 화염의 온도 분포와 형상을 비교하여 연소 모델링의 적절성을 확인하였다. 결과적으로 화염의 온도 분포는 보조 산소의 유량이 증가하면 노즐 표면으로부터 최고 온도까지의 거리가 증가하는 경향성을 보였다. 또한 혼합 가스의 당량비가 큰 연소 반응에서 불완전 연소로 인한 온도 분포의 폭이 크게 나타나는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1584-1595
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• 1993

본 연구에서는 Re수가 40이하의 정상 층류유동에서 온도가 실린더와 자유유동 사이의 열전달계수에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 유체의 온도 Ta를 200~900K, 실린더의 온도Tw를 300~900K의 범위에서 Tm/Ta를 0.67~2.75까지 변화시 키며 계산을 수행하였다. 수치계산 결과를 분석하여 실험적으로 관찰하기 어려운 불성치의 변화가 열전달에 미치는 영향을 검토하고, 아울러 실린더가 자유유동에 의해서 냉각되는 경우 뿐만 아니라 가열되는 경우의 연구도 병행하였고, 두가지 경우 에 모두 적용할 수 있는 열전달관계식을 구하였다. 본 연구에서는 Gr/$Re^2$=0 이고 복사에 의한 열전달량은 강제대류에 의한 열전달량의 1%이하이므로 자연대류 및 복사열 전달의 효과는 무시하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권4호
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• pp.255-262
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• 2012

원전이 위치한 동해 월성 연안역 주변에서 오염물 이동 확산에 대한 수치 모사를 수행하였다. 월성 연안역의 유속장 재현을 위한 해수유동 수치모형 실험은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 사용하여 조위 시계열 검증 및 조화분석을 통한 검증을 실시한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 월성 주변해역의 유속장 산정 결과 창조류시에는 남향, 낙조류 시에는 북향으로 진행되는 결과를 알 수 있었다. 또한 국립수산과학원에서 관측한 수온, 염분의 자료를 이용하여 수치모델을 통한 계산값과 관측값을 비교한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 계산된 해수유동자료와 수온, 염분의 결과를 이용하여 오염물질의 확산특성을 해석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4749-4755
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• 2014

본 연구는 고용량 인버터 등의 열 발생 환경에서 히트싱크의 방열성능을 극대화하기 위한 파라미터 연구의 일환으로 히트싱크 베이스 두께 변화에 대한 방열성능 변화를 조사하였다. 베이스 두께가 각각 5, 9.5 및 14 mm인 히트싱크의 방열성능을 히트싱크 베이스의 윗면 중앙 온도, 히트싱크를 통한 방열량 및 열원부의 온도 등의 세 가지 지표의 비교를 통하여 고찰하였다. 실험연구와 전산유체역학 프로그램을 이용한 해석연구를 병행하여 베이스 두께 변화에 따른 각 방열 성능 지표에 변화가 있음을 확인하였다. 베이스의 윗면 중앙 온도와 방열율은 베이스의 두께가 얇을수록 향상되는 효과를 보였고, 베이스 열원부의 온도는 베이스의 두께가 두꺼울수록 낮아지는 경향을 보였다. 성능 지표의 비교 고찰을 통해 연구에 사용된 세 히트싱크 내에서는 베이스의 두께가 9.5 mm인 히트싱크에서 최적점이 나타났다. 따라서 제한적이지만 본 연구결과 내에서는 9.5 mm 두께의 베이스를 가지는 히트싱크가 최적의 방열 성능을 보이는 것으로 판단되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.805-814
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• 2011

알루미늄 플레이트-핀 열교환기는 석유 및 가스 처리공정에서 널리 사용되고 있다. 알루미늄 플레이트-핀 열교환기의 성능은 각 유체의 헤더 및 분배기에서의 분배 성능에 의하여 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 CFD(Computational fluid dynamics)를 이용하여 알루미늄 플레이트-핀 열교환기의 측면 입구 형태의 분배기를 모델링하고, 입구 조건과 형상비의 변화에 따른 상대 및 절대 불균등 분배도를 고찰하여 최적 분배기 형상비를 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.89-94
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• 2010

액체로켓 기체공급계는 추진제를 요구되는 유량, 온도, 압력으로 엔진에 공급하여야 한다. 이를 위한 정상상태의 공급특성은 기존의 열역학 및 열전달, 유체역학 이론을 적용하여 해석하며 방법론이 잘 정립되어 있다. 발사체의 비행 중에 발생하는 탱크와 공급배관에서의 추진제의 진동은 정상상태의 공급특성을 변하게 하며 추진제공급 요구조건을 만족시키지 못하게 한다. 이러한 진동을 발생시키는 것으로서 발사체의 가속도로 인한 슬로싱 및 엔진의 추력섭동에 의해 배관 내 추진제가 진동하는 포고 불안정이 있다. 포고와 슬로싱에 의한 발사체 제어와 구조측면에서 미치는 영향에 대해서는 기존에 많은 연구가 있으나 추진제 공급특성에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 추진제의 진동이 엔진으로의 추진제 공급에 미치는 영향을 기존 자료를 이용하여 살펴보고 진동을 제어하기 위한 기구를 살펴본다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.677-680
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• 2005

유체의 상변화를 이용하는 냉난방장치 등의 열장치에 대한 열역학적인 성능평가는 열역학적 성질들에 대한 구체적인 수치값을 필요로 한다. 그러나 이러한 열역학적 성질들을 제공하는 증기표를 그대로는 사용할 수 없기 때문에 효과적인 모델링이 필요하다. 본 연구에서는 신경회로망의 함수근사 특성을 이용하여 냉방장치의 매질로 사용되는 냉매(R12)의 포화증기 영역을 모델링하였다. 냉매 R12의 포화증기 영역의 함수근사 해석을 위하여 1개의 노드를 가진 입력층에 대하여 7개의 노드를 가진 출력층을 기본으로 하여, 각각 10개와 20개의 노드를 가진 두 개의 은닉층을 가진 회로망을 구성하였다. 또한 입력이 온도와 압력 두 가지의 경우에 대하여 검토하였다. 제안된 신경회로망을 사용한 결과 엔탈피, 엔트로피의 백분율오차가 대부분 ${\pm}$0.005%, 비체적은 ${\pm}$0.02%, 압력과 온도는 특별한 몇 개를 제외하고는 ${\pm}$0.02% 범위 내로 수렴되었다. 이 결과로부터 냉매를 함수근사하는데 있어서 신경회로망이 아주 강력한 수단이 될 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권3호
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• pp.219-230
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• 2022

GREAT 셀은 실험실에서 심부지층의 열-수리-역학적 조건을 구현하기 위해 설계된 시험장비로서, 시료 길이방향 축을 중심으로 회전하는 측면의 가압장치를 이용하여 다축 응력장을 생성할 수 있고 균열이 포함된 시료에 대해 유체유동 실험이 가능하다. 본 연구에서는 GREAT 셀을 이용한 삼축압축시험을 수치 해석적으로 모사하고 시료 측면에 작용하는 구속압 조건에 따른 역학적 거동을 분석하였다. 균열이 없는 고분자 재질의 시료에 대한 삼축압축시험 사례를 수치모사하여 실험결과와 비교하였다. 수평 구속압의 균등 및 불균등 조건에서 시료 표면의 변형률(원주변형률)을 분석하였으며, 실험결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 검토되었다. 추가로 균열이 포함된 가상의 시료모델을 구성하여 균열면의 마찰 특성 및 형상이 시료 변형에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.72-78
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• 2022

항공기용 엔진제어기는 주어진 환경에서 엔진의 최대 효율로 안전하게 운영될 수 있도록 엔진의 추력을 조절하고, 다른 보기 시스템들의 상태 감시를 수행하여 엔진의 모든 권한을 전자식으로 통합 제어하는 장치이다. 엔진제어기는 매우 높은 온도 환경에서도 정상 작동해야 한다. 따라서 엔진제어기는 내부 발열과 외부 유입 열을 고려한 최적의 방열설계가 필수적이다. 본 논문에서는 엔진제어기의 진공 브레이징 냉각유로를 설계하였다. 냉각유로의 전체 압력손실을 계산하기 위해 기본 형상에 대한 주손실과 입출구의 급격 확대/축소부, 유로 선회를 위한 밴드부 등의 비선형 형상에 대한 부차적손실을 계산하였다. 압력손실 이론식과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 해석을 활용한 합성추정법을 소개하여 각 비선형 형상에 대한 손실계수 계산하였다.