• 한국추진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.1-6
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• 2002

소형 연소기의 냉각 유로 설계를 위하여 열전달 및 냉각 유로의 구조해석을 수행하였다. 연소기의 고온가스에서의 열전달에 관한 2차원 해석을 수행하여 연소실 벽으로의 열유속을 예측한 다음 이를 3차원 해석을 위한 열경계 조건으로 적용하였다. 위 방법으로 예측한 열 유속은 기존의 경험식과 비교하여 검증하였으며 냉각수의 유량에 둔감한 것으로 판명되어 냉각 조건이 변화하더라도 동일한 열경계 조건을 사용할 수 있었다. 단일 냉각 유로에 대한 3차원 해석을 수행하여 연소실 벽의 최대온도 변화를 예측하였으며 이는 재사용 연소기 개발에 적용될 것이다. 냉각 유로의 정적 구조 해석을 통해 응력 분포와 구조 안전성을 예측하였다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.941-951
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• 2013

축방향으로 벽면에서 일정한 열 유속의 경계조건을 갖는 곡관 유동에서 유동장 및 온도장에서의 Dean 수와 곡률의 영향을 알아보기 위한 층류 유동 및 열전달에 관한 3차원 수치모사를 수행하였다. 연구에서 수행된 레이놀즈 수의 범위는 100~4000이며 Prandtl 수는 0.71이다. 곡률 비는 0.01, 0.025, 0.05 그리고 0.1이다. 본 연구에서 계산된 축방향 속도 및 온도 분포, 국소 Nusselt 수는 기존의 수치 및 실험 결과들과 잘 일치하였다. 유동 및 열전달에 대한 곡률의 영향을 알아보기 위하여 저항계수 및 열전달 계수가 계산되었고 기존의 이론 및 실험 연구의 결과들과 비교하였다. Dean 수와 Prandtl 수에 의한 평균 Nusselt 수의 관계식을 유도하였다. 또한 곡률의 변화에 따른 난류 유동으로 천이하는 임계 레이놀즈 수의 변화를 알아보았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.112-119
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• 2002

주기적으로 배열된 액체 로켓엔진의 연료 분사기 배열에 대한 3차원 열전달 수치해석을 수행하였다. 해석에는 SIMPLE 알고리즘을 사용한 유한체적법이 적용되었으며 2차원 후향 계단에 대해서 기존의 문헌과 일치하는 열전달 결과를 주었다. 분사기 요소 사이의 거리가 가까울수록 누셀 수와 압력강하가 증가하였다. 레이놀즈 수가 증가할 경우, 누셀 수는 증가 하였으며 무차원 압력강하는 약간 감소하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제38권3호
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• pp.206-212
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• 2003

본 논문에서는 인솔에 coolant가 있는 골프화에 대해서 이론적인 해석방법과 설계기술을 연구하였다. 골프화를 구성하고 있는 인솔의 형상과 미드솔, 아웃솔을 고려하여 유한요소법으로 모델링하였다. 열전달을 위한 유한요소의 경계조건으로는 인간발의 표준적인 온도가 사용되었다. 열전달해석을 위해 상용프로그램으로는 MARC V7.3를 사용하였고 온도 및 인솔의 열전도량을 구했다. 본 연구에서 열전달의 특성에 따라서 유한요소법의 결과가 다르게 나온다는 결론을 얻었다. 본 연구 결과는 골프화 해석에 보다 나은 이해를 제공해준다. 더욱이, 본 연구결과는 골프화 관련 업체에서 활용할 경우 보다 효과적으로 설계하도록 도울 것이라고 믿는다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.213-221
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• 1985

본 논문에서는 아래면이 고온이고 옆면중의 일부가 저온으로 유지되는 4각형 밀폐공간에서의 자연대류에 대한 수치적 시뮬레이션을 하고, 동등한 경계조건을 가지 는 실험결과와 비교하여 수치모델의 정당성을 입증하고, 정당화된 수치모델의 여러 가 지 변수를 변화시키면서 4각형 밀폐공간내의 열전달 현상을 연구하였다. 실험과 수 치해석의 변수로서 같은 경계조건에 대하여, 종횡비, Gr수 등을 변화시켜 비교하고, 더 나아가 수치모델에 대하여 단열조건의 변화, 저온부의 위치등 경계조건의 변화에 대한 영향을 살폈다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.798-805
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• 1986

단열 혹은 등온 경계조건 하의 수직평판과, 선열원으로부터 형성되는 열상승류 간의 열적 상호작용을 조사형ㅆ다. 경계층 방정식은 Patankar-Spalding의 유한차분법을 사용하여 계산하였다. 단열평판의 경우에 자유 열상승류로부터 벽 경계층으로 부터의 점진적인 발달 단계를 설명하였다. 등온평판의 경우에는 평판주위에 새롭게 형성되는 열경계층에서의 열전달현상을 자세히 고찰하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제18권1호
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• pp.47-53
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• 1982

본 논문은 비균일대칭성 열Flux인 수직사각 Duct내의 층류조합대류 열전달 효과를 해석하기 위하여 그 유동의 특성 지배 방정식 및 비균일 열Flux의 경계조건을 무차원화 시켜 이를 Galerkin's 방법에 의해 유한요소식으로 정식화하고 이에 대하여 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 대해서 Duct 내의 온도분포, 속도분포 및 Nusselt 수의 값을 계산하였고 온도분포를 열 Flux가 일정 및 없는 경우와 비교하였으며 또 닥트내의 열전달 특성을 R 하(a) 수, 응력구배변수 및 Corner에 따른 변호경향을 조사하였다. 그 결과 1. 본 해석의 경계벽 온도분포 계산치와 유효자료들과의 비교에서 열 Flux가 일정 또는 없는 경우는 그 값이 일치하였다. 2. 닥트내의 온도분포와 Nusselt수의 값은 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 비례하여 증감하였다. 3. Nusselt수는 Corner에서 유속지연에 의한 온도분포의 특성 때문에 그 값이 감소하였으며 최대치는 0.7부근이었다

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.268-273
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• 1997

사용후핵연료는 장기간 강한 방사선과 붕괴열이 방출된다. 따라서 사용후핵연료를 안전하게 운반하기 위하여 수송용기는 방사선차폐의 건전성, 격납경계의 유지 및 내부 붕괴열의 적절한 제거 등의 설계기준을 만족하도록 설계되어야 한다. 본 연구에서는 28개의 PWR 사용후핵연료집합체를 운반할 수 있는 KSC-28 수송용기의 적절한 열전달 특성을 갖는 copper 냉각핀 및 aluminum 전열판을 설정하였다. 또한, 정상수송조건 및 화재사고조건에 대한 열전달해석을 수행하여 수송용기의 열적 건전성을 평가하였고 여기에서 얻어진 온도를 열하중으로 고려하여 열응력해석을 수행함으로써 수송용기의 온도변화에 따른 구조적 건전성을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.367-375
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• 2013

본 연구는 타원형 핀-튜브 열교환기에 대해 AR, 피치, 와류발생기의 위치, 튜브 표면의 돌기형상에 따른 열전달계수 및 압력강하 특성을 수치해석으로 분석하였다. CFD해석시 경계조건으로는 튜브표면의 온도는 348 K이고, 입구공기속도는 1~5 m/s 범위로 가정하였고, 수치해석시 사용된 모델로는 민감도를 고려하여 RSM 7차 난류모델을 하였다. 해석결과로는 AR 및 세로피치가 작을수록 열전달률이 향상되는 것으로 나타났으며 가로피치에 대한 영향은 근소한 차이를 나타냈으며, 와류발생기의 설치는 튜브 전방에 위치할수록 열전달특성상 양호한 것으로 나타났다. 또한 튜브표면의 돌기형상은 톱니형보다 원형이 압력강하나 열전달특성이 유리한 것으로 나타났다.