• 대한기계학회논문집B
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• 제36권4호
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• pp.385-390
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• 2012

본 연구는 LED 조명기구에 적합한 원형 히트싱크의 최적설계를 수행하였다. DTRM 복사 모델을 이용하여 자연대류와 복사 열전달을 수치적으로 해석하였고, 수치모델을 실험을 통하여 검증하였다. 휜 개수, 긴 휜 길이, 중간 휜 길이가 전체 열저항 및 복사 열전달에 미치는 영향을 조사하였고, 그 결과 방사율이 증가할수록 복사 열전달의 크기는 증가하여 열저항은 감소하지만, 인자 변화에 따른 전체 열저항의 경향성은 거의 일정하였다. 원형 히크싱크의 최적화를 수행하였고, 최적화된 긴 휜의 개수는 19~28 개, 긴 휜의 길이는 히트 싱크의 반지름의 1/2 이고, 휜의 길이 비는 0.4~0.7 사이의 값을 얻었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.15-20
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• 2015

본 연구의 목적은 전기동력 자동차의 전기-전자 장비들을 효과적으로 냉각시키면서 자체적으로 에너지 소비를 최소화 시킬 수 있는 노력의 일환으로, 단순 열전달 모델을 이용하여 윅이 있는 히트파이프의 열전달 및 유동 특성을 고찰하는 것이다. 이를 위하여 히트파이프는 COMSOL프로그램을 이용하여 해석하였고, 작동유체로 물을 이용하였다. 또한, 히트파이프의 속도 및 온도 특성을 히프파이프 길이에 따라 해석하였고, 국소 및 평균 Nu수를 계산하였다. 결과적으로, 히트파이프의 관성력은 가열면과 냉각면의 온도차에 의하여 발생하였다. 히트파이프내 열전달은 가열면에서 냉각면으로 발생하고 히트파이프 중앙으로 갈수록 증가하였다. 더불어, 가열면의 Nu수는 최대 4.47로 나타났으며, 평균 Nu수는 1.88이고, 냉각면의 Nu수는 최대 0.7로 나타났으며, 평균 Nu수는 0.1이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.224-231
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• 2011

핀-휜 구조물이 삽입된 채널은 열전달이 향상되는 것으로 알려져 있다. 복잡한 핀-휜 구조물은 다공성 매체로 모사할 수 있을 만큼 매우 불규칙적인 유동을 보여준다. 본 연구는 수치해석을 통하여 핀-휜 구조물이 삽입된 채널의 열전달과 압력강하의 특성을 분석하였다. 유효유동공간비가 높고 직경이 큰 경우 실험데이터를 잘 예측 하였지만, 유효유동공간비가 낮은 경우 비교적 오차가 큰 편이었다. 유효유동 공간비가 낮을수록 유동교란이 강해져서 열전달이 증가하지만 압력강하도 증가하여 팬의 동력이 증가하기 때문에 최적점을 찾아서 설계하여야 한다. 본 연구에서는 전면유속이 5m/s 일 때, D25 모델에서는 유효유동공간비가 0.5인 지점에서, D05 모델에서는 0.9에서 압력강하가 급격하게 늘어나기 때문에 이보다 더 작은 유효유동공간비에서의 작동은 바람직하지 않다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.193-200
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• 2011

본 연구를 통해 superlite라 불리는 단열 파우더를 채용한 NO96 멤브레인 타입 LNG선 단열 화물창의 만선항해 시 LNG의 BOR(Boil-Off Rate) 예측모델을 제시하였다. LNGCC(LNG Cargo Containment)의 비정상상태 열전달 FEM모델은 만선항해 시 대기 및 해수 조건을 반영하고 복잡한 화물창 단열구조에 균질화 기법을 적용하여 구축하였다. BOR은 만선항해중 LNGCC 내부로 침입하는 총 열량을 이용하여 평가되었으며, 주요 변수에 따른 BOR의 변화는 파라메트릭 열전달해석을 통하여 분석하였다. 그리고 파라메트릭 BOR 특성해석 결과를 토대로 LNG선의 탱크 크기, 단열층의 두께 그리고 superlite의 열전도율을 함수로 하는 BOR 예측모델을 유도하였다. 비선형 과도 열전달해석을 통해 직접 구한 BOR과의 비교를 통해 유도한 예측모델은 최대 1% 이내의 상대오차를 나타내었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1999년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.523-530
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• 1999

연속살균장치는 $130^{\circ}C$에서 $140^{\circ}C$의 초고온에서 연속적으로 식품을 열처리 하는 공정으로 재래 배치식 공정에 비하여 순간적인 짧은 시간이 소요되는 경제적인 공정이나, 액상과 고상으로 구성된 저산도 식품은 고상입자의 대류열전달 계수와 장치내 체류시간이 정확히 구명되지 않아서 연속살균기술이 성공적으로 적용되지 못하고 있다. 본 연구에서 연속살균장치에서의 액상식품과 고상식품사이의 대류열전달 계수를 예측하기 위하여 연속살균장치의 Hold tube에서 정육면체 모델 식품내부의 온도를 측정할 수 있는 장치를 개발하였다. 연속살균장치의 홀드튜브에서 정육면체 모델 식품의 온도변화를 예측할 수 있는 유한차분법을 이용한 시뮬레이션 모델을 개발하고 소고기를 대상으로 이 시뮬레이션 모델의 입력변수인 비열, 열전도도를 실험적으로 측정하여 사용하였다. 0.0에서 15.0 centipoise의 점도를 가지는 모델 액상식품의 15.6에서 45.2liter/min 의 유속에 대하여 액상과 소고기 정육면체의 대류열전달계수는 792에서 2107W/$m^2$K으로 예측되었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권11호
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• pp.143-151
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• 1996

Structural reaction injection molding을 이용한 복합재료의 제품 셩형을 위한 모델링 전략을 설명하였다. 사용된 모델은 두 평행한 원판형 mold에 있는 불 균일한 온도조건의 fiber preform을 통과하는 reactive srsin의 방사형 유동을 시뮬레이션 한다. 이러한 모델은 중요한 작동인자와 공정인자(주입온도, mold의 온도, 유량, cavity의 두께와 섬유의 조밀도)등이 유동속도, 변화(monomer, radical, inhibitor) 및 온도분포 등에 미치는 영향을 예견한다. 열전달과 질량전달 및 화학반응을 고려하여 모델을 개발하였다. 중요한 공정인자를 평가하기 위한 효울적인 공정창( process window)을 제공하는데 본 연구의 목적을 두었다. 2차원적인 Lagrangian 방식에 1차원적인 유동과 제한적인 2차원 열전달을 가정하여 모델을 유도하였고, 방정식은 implicit difference scheme에 의해 전개하였다. 이 모델은 Gonzalez-Romero의 실험 결과와 비교함에 의해 확인되었고, 실험결과가 잘 일치함을 보였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.77-87
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• 2002

그 열흐름의 방향이 인위적으로 조절 가능한 열다이오드 시스템에 관하여 일차원적 열전달 모델을 통하여 시스템의 열성능을 분석하였다. 열다이오드 시스템은 다수의 폐회로 유체 순환 루프로 구성되었으며 루프의 양단은 각각 태양열 흡열판과 방열판에 부착되었다. 한편, 열흐름의 방향 조절을 위하여 루프를 구성하는 튜브재의 연결 부위는 회전 가능한 조인트로 연결하였으며 열매체포는 물을 사용하였다. 본 연구에서는 열다이오드 시스템에 대하여 간단한 1차원 모델을 이용하여 시스템의 열성능을 평가하였으며 아울러 실측 결과와의 비교를 통하여 본 모델의 적용을 통한 시스템의 장기 예측에 대한 가능성을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제24권1호
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• pp.42-50
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• 2015

신형 원전의 피동격납건물냉각계통(PCCS: Passive Containment Cooling System)을 구성하는 단일 전열관의 열제거 성능을 평가하기 위해, 비응축성 기체 존재 시 수직 튜브 외벽에서 발생하는 증기의 응축 열전달에 대한 실험을 수행하였다. 외경 40 mm, 길이 1.0 m의 전열관 외벽에서 증기-공기 혼합물의 평균 열전달계수를 측정하였으며, 압력 2-4 bar, 공기의 질량분율 0.1-0.7의 범위에서 실험데이터를 수집하였다. 이를 통해 압력과 비응축성기체의 농도가 응축 열전달계수에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과를 기존의 열전달모델인 Uchida와 Dehbi의 상관식과 비교하였으며, 이들 상관식은 실험결과에 비해 상대적으로 열전달계수를 낮게 예측함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.227-232
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• 2019

심층수와 표층수의 온도 차이를 이용하는 히트펌프 시스템이나 해수열원 발전시스템(OTEC)의 열교환기는 해수의 염분에 의하여 발생하는 열교환기의 표면 위에서의 부식 현상에 의하여 열전달 성능이 저하된다. 본 연구는 이중관식 열교환기 실험을 통하여 부식시간에 따른 열전달저하를 실험하고 분석한 내용을 제시한다. 이러한 연구는 고가의 티타늄 열교환기를 대체하기 위하여 알루미늄에 전착 코팅을 하여 제작된 코팅 관을 통해 수행되었다. 코팅 두께 10, 15, $20{\mu}m$의 알루미늄 관 및 티타늄 관을 각각 6주, 12주, 18주씩 가속 부식시킨 후에 이중관 열교환기 실험을 통하여 코팅 두께 및 부식 시간에 따른 열전달의 변화를 측정하고 분석하였다. 코팅이 얇을수록 더 빠르게 블리스터 현상이 발생하였다. $15{\mu}m$의 코팅 관의 경우 12주 부식까지는 좋은 열전달 성능을 보였으나, 18주 부식의 경우에서 열전달 성능의 감소를 보였다. 연구결과로부터 본 실험 조건에서는 $20{\mu}m$의 두께로 코팅된 알루미늄관이 티타늄을 대체할 수 있는 열전달 성능을 가질 수 있음을 확인하였다. 또한, 부식 시간에 따른 부식 열저항의 증가에 대한 고찰을 통하여 향후 부식 열저항 모델 개발의 방법론을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권9호
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• pp.621-627
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• 2016

본 연구에서는 실험적 데이터를 근간으로 박막재료의 스펙트럼(spectrum) 분포 별 포논-표면 산란율을 직접 계산할 수 있는 모델을 제시했다. 실험 측정결과인 포논 평균자유행로(mean free path, MFP) 스펙트럼 분포 별 열전달 기여도로부터 스펙트럼 의존적 포논-표면 산란율을 직접 도출하는 모델을 개발했고, 이 모델을 아직 실험적 방법으로 포논-표면 산란율을 측정하지 못한 $Si_{0.9}-Ge_{0.1}$ 나노선(Nanowire, NW)에 적용하여, $Si_{0.9}-Ge_{0.1}$ NW 내 포논 MFP 스펙트럼 분포를 구하고, 주파수에 따른 포논 전달특성을 살폈다. 이를 바탕으로 $Si_{0.9}-Ge_{0.1}$ NW 단위길이당 포논-표면 산란율을 제시하여, 가로갈래 포논 주파수 의존성을 살폈다. 본 연구에서 제시한 모델은 향후 나노재료의 공학적 응용을 위한 나노구조물 열전달 해석모델 개발 및 나노재료 열전달 특성 조정(tailoring)을 위한 나노재료 최적설계에 활용될 수 있다.