• 대한기계학회논문집B
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• 제40권2호
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• pp.111-117
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• 2016

본 연구의 목적은 실리콘 열전달 조절을 위한 포논의 평균자유행로(Mean free path, MFP) 스펙트럼 열전달 기여도 예측이다. 열전달의 크기 효과는 포논의 MFP 와 재료의 특성길이가 비슷할 때 나타나는데, 나노시스템 응용을 위한 재료의 열전달 증감을 위해 포논 MFP 스펙트럼에 대한 열전달 기여도 예측이 중요하다. 이를 위해 포논의 주파수 의존성이 고려된 볼츠만 수송방정식(Boltzmann transport equation) 근간의 full phonon dispersion 모델을 통해 실리콘 박막(Silicon-on-Insulator) 트랜지스터의 실리콘 박막 두께 변화(41-177 nm)에 따른 포논 MFP 스펙트럼 열전달 특성 및 비등방성을 해석함으로써, 본 연구 결과는 향후 박막 트랜지스터에 대한 고효율 열소산(heat dissipation) 설계전략에 활용될 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.213-219
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• 2005

액체로켓엔진의 성능 및 냉각특성 연구를 위한 칼로리미터를 적용한 소형연소기가 개발되어 시험이 수행되었으며 10개의 칼로리미터 채널에서 가스 측면 벽면을 따른 열전달계수를 예측하기 위해서 냉각 성능 해석이 수행되었다. 칼로리미터로 공급되는 유량에 대한 가스 측면의 열전달 특성과 냉각성능을 정량적으로 분석하고자 하였으며 연소시험 및 열전달 해석을 통해 열전달 경험식을 도출하였다.

• 에너지공학
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• 제18권2호
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• pp.108-113
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• 2009

균일한 열유속을 갖는 가열된 평판에 부착된 발포 알루미늄에 대한 충돌제트의 열유동 특성에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 열전달 특성에 대한 기공도, 다공성 물질의 두께, Reynolds 수의 영향이 고찰되었다. 실험결과 가열평판에 부착된 발포 알루미늄에 의해 열전달의 증가를 얻을 수 있었고 다공성 물질의 삽입에 의한 열전달 증가는 열전달 표면적의 증가와 압력 손실에 의한 운동량 감소에 의해 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.683-688
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• 1997

원전의 중대사고 발생시 형성될수 있는 노심용융물의 고화피막층을 동반하는 용융물의 자연대류 열절달 특성에 대한 실험결과를 정밀 분석하고, 이에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 본 연구대상 실험은 종횡비가 작은 경우와 큰 경우에 대하여 용융물을 자연대류와 강제대류로서 냉각하는 조건에서 경계조건에 따른 용융물의 피막층 두께를 측정하였고, 피막층 주변의 열전달량을 측정ㆍ분석한 것이다. 실험결과를 정밀 분석한 결과, 용융물의 고화 피막층 형성이 용융물의 자연대류 열전달양에 많은 영향을 미쳤으며, 종횡비가 큰 경우는 냉각 조건도 자연대류 열전달 양에 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 고화층 두께 증가에 따른 종횡비 감소는 자연대류 열전달양 감소율을 작게하는 것으로 나타났다. 피막층 형성이 있는 용융물의 자연대류 열전달 해석 결과, 실험에서의 열손실 때문에 용융물의 고화 피막층 두께가 실험결과보다 다소 작게 나타났으며, 자연대류 열전달 흐름이 피막층 형성에 미치는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권6호
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• pp.1959-1970
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• 1996

스터링 또는 VM 사이클 기긱의 열교환기의 구성요소 중 냉각부와 가열부만으로 이루어진 실험장치를 구성하고 벽온도분포와 열전달량을 측정하여 왕복유동주파수와 왕복유동거리비가 열전달에 미치는 영향을 실험하였다. 냉각부와 가열부와 온도차를 일정하게 유지하기 위해서는 왕복유동의 주파수와 왕복유동거리비가 증가함에 따라 열유속이 증가되어야 함을 보였다. 이는 왕복유동의 주파수와 왕복유동거리비가 중감함에 따라 가열부와 냉각부 사이의 열전달, 즉 열교환기 길이 방향으로의 열전달이 증가함을 의미한다. 또한 실험과 1차원 속도가정에 의한 해석이 매우 잘 일치함을 확인하였다. 가열부에서 반경방향응로의 유체온도분포를 측정하고 열전달계수를 구하였다. 반경방향 온도분포는 왕복유동주파수가 빨라질수록 포물선형태에서 벗어나 편평한 분포를 보이고 무차원 주파수가 커지고 열교환기 길이가 유체의 왕복거리에 비하여 짧아질수록 반경방향으로의 열전달이 향상되었다. 따라서 가열부에서의 평균 열전달 계수 역시 왕복유동주기와 열교환기가 짧을 때 더 크게 나타났다. 결론적으로 같은 전열면적을 가진다면 짧은 열교환기가 상대적으로 유리하나 왕복주파수가 빨라지는 것은 한주기당 열전달량의 측면에서 오히려 효율을 저하시키는 효과를 가져온다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.92.1-92.1
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• 2015

열전소재의 열전성능을 평가하기 위해서는 샘플 내 상하부 온도구배가 필요하다. 하지만 진공챔버 내에서는 대류효과가 제한되어, 1 mm 이하 두께의 얇은 샘플은 상하부 방향으로 온도 구배를 조성하기 어렵다. 온도 구배를 조성하기 위해서는 샘플의 두께 방향을 관통하는 열유속이 필요하며, 진공 분위기에서 열유속을 조성하기 위해서는 히터뿐만 아니라 별도의 열배출기가 요구된다. 본 연구에서는 열전특성 측정 장비 내 수냉식 열배출기의 설계를 위해, 열배출기의 층수를 달리하며 열전달거동을 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 열배출기의 층수에 따른 영향을 평가하기 위해서 동일한 채널길이를 유지시키면서 층수를 달리하는 기하학적인 구조들을 설계하였다. 수치해석을 용이하게 진행하기 위해, 열배출기의 형태는 단순한 bar 형태를 가진 1-5층의 다층 구조 로 설계하였다. 열배출기들 각각의 열전달 효율을 평가하기 위해, 수냉식 열배출기의 열배출량에 가장 큰 영향을 미치는 질량유량을 0.1-1 g/s로 변화 시키면서 열전달 거동을 확인하였다. 또한 냉각수의 기화 현상을 방지하기 위해 발열체의 온도를 290-370 K로 바꿔 가며 열전달 거동을 확인하였다. 수치 해석결과, 5층의 열배출기가 최대 120 W/cm2 로 높은 단위면적당 열배출량을 가지는 것을 확인하였으나, 열배출기 전체의 열배출량을 기준으로하는 열배출효율은 0.6 정도로 낮은 효율을 가짐을 확인하였다. 반면에 3층의 열배출기의 경우, 열배출 효율이 0.8에 달하며, 2층의 열배출기 보다 열배출 효율이 좋다는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.453-460
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• 2013

평판형 태양열 집열기의 효율을 높이기 위한 방법으로 열전달 향상 장치의 삽입, 표면 거칠기의 변화 등 다양한 방법들이 알려져 있다. 본 연구는 실험을 통해 다양한 열전달 향상 장치를 제작하고 이를 덕트에 삽입해 실험을 수행하였다. 실험은 기본적으로 덕트 윗 평판에 일정한 열유속을 가하였고, 삽입된 모델은 매끈한 덕트 형상(Base case)과 Chamfered rib $10^{\circ}$, Chamfered rib $20^{\circ}$, Rib & Groove, Rib & Dimple 모델이다. 실험은 Reynolds 수가 2,300~22,000의 범위에서 이루어졌으며 이는 난류영역에 해당한다. 열전달 향상 장치를 삽입하면 면적의 증가와 2차 유동으로 인하여 열전달이 향상되고, Reynolds 수가 증가할수록 열전달이 향상되었으며 압력강하도 증가하였다. 열전달 측면에서는 Rib & Dimple 모델이 열전달 향상 효과가 가장 좋았으며, 압력강하는 Chamfered rib $10^{\circ}$ 모델이 가장 낮았으며, 성능계수 측면에서도 Chamfered rib $10^{\circ}$ 모델이 가장 높은 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.359-362
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• 2006

초음속 유동내 노출된 표면에서의 열전달 특성 파악을 위하여 적외선 측정 방법이 적용되었다. 등열유속 조건을 만족하는 표면 온도를 적외선 카메라로 촬영하여 이로부터 대류 열전달 계수를 계산하였으며, 실린더가 설치된 표면 근방에서 증가된 열전달 계수 분포를 도출해 낼 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제12권4호
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• pp.39-45
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• 2008

본 연구는 두 개의 경사진 다공 배플이 설치된 사각채널에서 국부 열전달향상 특성을 조사하였다. 채널은 19.8cm(W)$\times$4cm(H)의 단면적을 가지며 형상계수는 4.95이며 수력직경은 6.66cm이다. 4종류의 배플을 취급하였다. 가열 시험부에 동일한 크기, 경사각, 구멍형태의 경사 배플을 설치하였다. 경사 배플은 모두 19.8 cm의 폭, $2.55cm\times2.55cm$의 정 다이아몬드 형 구멍, 그리고 So의 경사각을 갖는다. 레이놀즈 수 범위는 23,000에서 57,000까지이다. 배플의 구멍의 수가 열전달 향상에 중요한 역할을 하였으며 구멍이 3개 인(baffle type II)가 가장 우수한 열전달 향상을 보였다.

• 기계저널
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• 제35권9호
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• pp.776-793
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• 1995

인간이 쾌적한 환경을 요구하는 수준과 함께 개발 및 개선되어 온 공조용 finned tube 열교환 기에 대한 연구는 앞으로도 환경과 소형화 및 정숙 운전의 요구에 부응하기 위하여 지속적인 연구 및 개선이 요구될 것이다. 또한, 생산기술이 발달함에 따라 이에 적합한 새로운 형태의 경 제적이고 효율적인 열교환기의 설계가 필요할 것이다. 특히 앞으로 중요성이 더욱 강조될 환경 오염, 재료의 재활용 등의 측면은 현재 우리가 개척해야 할 분야일 것이다. 한편으로는 국내의 짧은 열교환기 개발의 역사에 의하여 지금까지 사용되어 온 외국의 기술 및 특허 등의 무　제에 대하여 국내 고유의 기술을 보유할 수 있도록 더욱 노력을 하여야 할 것이다. 나아가 실제 열 교환기에서의 확장표면의 효과, 냉동유의 영향 그리고 혼합냉매의 열전달 특성 등을 고려할 수 있는 상관식을 개발함으로써 국내의 열교환기 설계기술이 외국에 비하여 우위를 점할 수 있도록 하는 노력이 계속되어야 할 것이다. 그리고 미래까지 이러한 기술적 우위를 지속하기 위해서는 혼합냉매의 상변화 열전달현상의 기본 메카니즘을 밝히는 등의 열교환기에서의 열유동특성에 대한 기초적인 연구와 새로운 형태의 열교환기 개발 및 전기장을 이용한 열전달 촉진 등의 신 기술을 이용한 열전달 연구 등에 대한 투자와 관심이 지속되어야 한다.