• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05b
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• pp.707-712
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• 1996

중대사고시 원자로 압력용기내 또는 원자로 공동(cavity) 내에서의 노심용융물은 주입되는 물로 인하여 물과 접촉하는 표면이 냉각되면서 피막층(crust)이 형성된다. 이러한 피막층의 형성은 노심용융물과 냉각수 사이의 열전달 현상에 영향을 미치며 중대사고 발생시 사고 진행에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 이러한 용융물의 피막층 형성의 해석모델을 수립하기 위해 전이현상과 전도와 대류를 포함하는 2차원 열전달과 상변화를 수반하는 문제를 포함하는 운동량방정식과 에너지방정식을 2차원으로 구성하였으며 에너지방정식은 엔탈피의 함수로 나타내었다. 그리고 이러한 2차원 지배방정식을 해석하기 위해 유한차분법 및 SIMPIER 알고리즘을 이용하였다. 비교대상으로는 한국원자력연구소에서 수행한 냉각수의 비등과 기체주입 효과가 고려되지 않은 실험을 대상으로 하였다. 계산결과 용융물의 피막층은 파동(wave) 형태로 형성되었으며 일정시간이 경과하면 변화가 없는 안정한 상태가 되었다. 용융물 내에서의 온도분포는 액체상태일 경우에는 하부가열면과 상변화가 일어나는 경계면부근을 제외하고는 거의 일정한 온도분포를 나타내고 있으며 용융물이 고화된 피막층에서는 급격한 온도변화를 보여주고 있다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.15 no.2
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• pp.39-45
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• 2001

With uniform heat generation from the inner surface of the cylindrical heater placed in a cross flow boundary condition, heat flow that is conducted along the wall of the heater creates a non-isothermal surface temperature and non-uniform heat flux distribution. In the present investigation, the effects of circumferential wall heat conduction on convection heat transfer is investigated for the case of forced convection around horizontal circular tube in cross flow of air. The wall conduction number which can be deduced from the governing energy equation should be used to express the effect of circumferential wall heat conduction. It is demonstrated that the circumferential wall heat conduction influences local Nusselt numbers of one-dimensional and two-dimensional solutions.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.536-542
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• 2017

A great deal of difficulty is encountered in the thermo-mechanical analyses of nozzle assembly for solid propellant rocket motors. The main issue in this paper is the modeling of the boundary conditions and the connections between the various components-gaps, relative movements of the components, contacts, friction, etc. This paper evaluated the complex phenomena of nozzle assembly during burning time with co-simulation which include fluid, thermal surface reaction/ablation and structural analysis. The validity of this approach was verified by comparison of analysis results with measured strains.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.4
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• pp.36-43
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• 2018

A great deal of difficulty is encountered in the thermo-mechanical analyses of nozzle assemblies for solid propellant rocket motors. The main issue in this paper is the modeling of the boundary conditions and the connections between the various components-gaps, relative movements of the components, contacts, friction, etc. This paper evaluates the complex phenomena of nozzle assemblies during burning time with co-simulations that include fluid, thermal surface reaction/ablation, and structural analysis. The validity of this approach is verified via comparison of analysis results with measured strains.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.27 no.3
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• pp.344-357
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• 1995

The gap conductance between the fuel and the sheath depends strongly on the gap width and has a significant influence on the amount of initial stored energy. The modified Ross and Stoute gap conductance model in ELESTRES is based on a simplified thermal deformation model for steady-state fuel temperature calculations. A review on a series of experiments reveals that fuel pellets crack relocate, and are eccentrically positioned within the sheath rather than solid concentric cylinders. In this paper, the hue recently-proposed gap conductance models (offset gap model and relocated gap model) are described and are applied to calculate the fuel-sheath gap conductances under experimental conditions and normal operating conditions in CANDU reactors. The good agreement between the experimentally-inferred and calculated gap conductance values demonstrates that the modified Ross and Stoute model was implemented correctly in ELESTRES. The predictions of the modified Ross and Stoute model provide conservative values for gap heat transfer and fuel surface temperature compared to the offset gap and relocated gap models for a limiting power envelope.

• Tunnel and Underground Space
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• v.12 no.3
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• pp.142-151
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• 2002

Claesson(2001)'s analytical solution, and two numerical models with Dirichlet and Neuman interior boundary condition respectively were investigated to estimate the transient temperature distribution with distances from the Taejon underground food cold storage pilot cavern. Claesson's solution, which is based on constant temperature boundary condition at the rock wall during a temperature decline step, showed relatively good agreement with temperature measurements in the rock mass in order of average error difference, 0.89$\^{C}$ without any adjustments on laboratory thermal properties to represent the rock mass. For the numerical model with heat flux through the rock wall, a boundary condition setting technique was newly proposed to overcome the difficulty of prescribing variable convective heat tranfer coefficient and far-field air temperature inside the cavern as they may be certainly changed according to the cooling-down time. The results showed also good agreement with measurements in order of average error difference, 1.58$\^{C}$, and were compared to those of the numerical model with fixed temperature at the rock wall. Finally, the most proper procedure to precisely predict the temperature profile around a cavern was proposed as a series of analysis steps including an analytical exact solution and numerical models.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.1
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• pp.132-141
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• 1992

The critical condition for onset of Benard convection with variable viscosity .nu.=.nu.$_{0}$exp(-CT) has been obtained using a linear stability theory. The bottom wall is rigid while the upper surface may be either free or rigid. The two boundaries are subject to convective heat transfer. The critical Rayleigh numbers are presented up to maximum viscosity ratio of 3000. It is greater for smaller upper and/or lower surface Biot numbers. Its dependence on the viscosity ratio is complicated. However, a simple sublayer theory is found to be applicable for extremely large viscosity ratio. In such cases, the critical Rayleigh number and the critical wave number are functions of viscosity ratio and lower surface Biot number.r.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.24-38
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• 1985

경사진 밀폐 공간에서 마주 보는 두 벽면의 온도 차로 인하여 발생되는 자연 대류 현상은 여러 공학 분야에서 볼 수 있는 중요한 열전달 현상으로서, 최근 들어 평판형 태양열 집열기를 설계하려는 사람들에게 많은 관심의 대상이 되고 있다. 평판형 태양열 집열기의 경우 덮개판으로 부터의 대류 열손실을 감소시킴으로서 집열 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 사용목적에 따라 소형 집열기를 제작할 수 있어 경제적으로 유리하게 될 것이다. 밀폐된 공간에서 최초에 정지 상태에 있는 얇은 유체층을 하부에서 가열시켜 주면 열팽창 현상이 일어나고, 이것에 의한 부력이 점도나 열전도도 등의 안정화 요인을 극복할 수 있을 정도로 커지면 System이 불안정하게 되어 자연 대류 현상이 수반되며 이 때문에 열전달율이 급격히 증가하게 된다. 이러한 현상의 지배 방정식은 연립 비선형 편미분 방정식으로 특수한 경계 조건외에는 일반적으로 해석적 해를 구하기가 어렵기 때문에 실험적 연구가 많이 실시되어 왔고 이들 결과의 대부분은 전반적인 열전달 특성치만을 구하는데 집중되어 왔다. 본 연구에서는 수치 해석법의 하나인 유한 차분법을 도입하여 이차원으로 가정한 경사진 평판형 밀폐 공간에서의 자연 대류 현상의 지배 방정식을 유한 차분화시켜, $$2.74{\times}10^3\leq_-Gr\leq_-2.0{\times}10^6$$, Pr=0.73, $$15^{\circ}\leq_-a\leq_-150^{\circ}$$, 종횡비는 1, 2, 3, 5, 9에 대하여 정상 상태에서의 해를 구하면서 수치적으로 실험하였다. 본 연구에서 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1) 해석적으로 구하기 어려운 경사진 밀폐 공간에서 자연대류현상의 지배 방정식을 유한 차분법으로 해결할 수 있으며, 대류항과 확산항을 따로 고려한 유한차분법이 효과적임을 확인하였다. (2) 저온과 고온 벽면에서의 온도를 각각 균일하게 놓고 단변으로 이루어진 벽면은 완전히 절연되어 있는 경우에 대하여 수치해를 구한결과, 이전의 해석적 및 실험적 결과와 일치하였으며, 시간의 경과에 따른 온도 및 유선의 변화를 현상학적으로 관찰할 수 있었다. (3) 평균 열전달 계수에 미치는 경사각의 효과를 살펴본 결과 종횡비가 1 인 경우 경사각이 $45^{\circ}$에서, 종횡비가 2, 3, 5, 9인 경우 경사각이 $60^{\circ}$에서 각각 평균 열전달 계수 최대치가 나타났다. (4) Ra수(Rayleigh number) 가 증가될수록, 경사각에 상관없이 평균 열전달 계수도 증가되었다. 한편 Ra수 및 경사각의 변화에 따라 종횡비가 증가될수록 평균 열전달 계수는 경사각이 $90^{\circ}$인 경우를 제외하고는 감소됨을 볼 수 있었다. 경사각이 $90^{\circ}$인 경우, 평균 열전달 계수는 종횡비가 2 인 곳에서 최대치를 얻을 수 있었으며, 종횡비가 계속 증가될수록 평균 열전달 계수는 점차 감소되어짐을 볼 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.22 no.1
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.6
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• pp.1082-1091
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• 1989

본 논문에서는 응고계면을 기준으로 하여 액상역, 고상역 및 로울등을 각각 계산 가능한 영역으로 좌표변환하는 경계공정법을 사용하여 로울두께 방향의 온도분 포와 고상역과 액상역의 속도 분포를 고려한 2차원 응고해석을 하여 모델재료를 이용 한 실험결과와 비교 검토하여 이론해석의 타당성을 검정한다. 그리고 열전도율이 연 강보다 적어 박판제조가 어려운 재료인 스테인리스강을 용탕으로부터 직접 생산하기 위한 압연조건을 정량적으로 제시하며, 압연로울의 냉각특성을 밝힌다.