• Title/Summary/Keyword: 열전도도 해석

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Insulation Performance Evaluation through Insulation Test and Transient Heat Transfer Analysis of Cryogenic Common Bulkhead Propellant Tanks (극저온 공통격벽 추진제 탱크의 단열 시험과 과도 열전달 해석을 통한 단열 성능 평가)

  • Yeji Kim;Gyeong-Han Lee;Sang Min Choi;Sang-Woo Kim;Soo-Yong Lee
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.18 no.4
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    • pp.109-116
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    • 2024
  • The validity of the analysis results was confirmed based on the insulation test results, and the vaporization mass generated in the common bulkhead was calculated to evaluate the common bulkhead propellant tank's insulation performance. The analysis results were validated by comparing the transient heat transfer analysis with the insulation test results. A transient heat transfer analysis was subsequently conducted on the common bulkhead propellant tank, considering the internal heat conduction in the propellant tank and natural convection heat transfer due to the outside air. This analysis extracted the heat flux generated in the common bulkhead and quantified the vaporization mass, a key indicator of insulation performance. Consequently, the vaporization mass was calculated at 0.09 kg, below the insulation design standard of 0.12 kg for the common bulkhead propellant tank, confirming it meets the insulation performance standard.

Analysis of Geothermal Melting System Conductivity for Improving Road Safety (도로주행 안정성 향상을 위한 지열 융설시스템 열전도 분석)

  • Lee, Seok-Jin;Kim, Bong-Chan;Lee, Seung-Ha;Seo, Un-Jong;Kim, Jin-Han;Lee, Joo-Ho
    • Journal of Korean Society of societal Security
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    • v.3 no.1
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    • pp.43-50
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    • 2010
  • Sliding accidents on the road have a high percentage by road freezing, especially, they often have appeared at bridges and Tunnel of freezing areas. Thus, the stability of road operations is enhanced by preventing partial freezing phenomenon. According to the geothermal snow melting system analysis, a pattern of thermal conductivity is found out; pavement materials of concrete and asphalt where the system is buried. The heat transfer simulation is essential when the geothermal snow melting system is applied according to heating exchanger pipe placed in the lower pavements. The model tests are conducted on low temperature in freezer using the manufactured test model which is equal to pavement materials. Many variables are discovered from numerical analyses under the same conditions with model test.

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The thermal conductivity interpretation of the Concrete using Galerkin finite element method (갤러킨 유한요소해석 방법을 이용한 콘크리트의 열전도해석)

  • Lee, Kyu-Min;Seo, Dong-Goo;Kwon, Young-Jin
    • Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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    • 2014.11a
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    • pp.169-170
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    • 2014
  • In this study, a general strength concrete member is produced and its hydrothermal temperature is measured. It is intended to present the basic data for establishment of fire resistance performance assessment and review of safety against fire by comparing the data values of slab fire resistance experiment and the numerical analysis model. The value obtained by measuring the hydrothermal temperature of the concrete after heating the concrete designed to have general strength (30 Mpa) for 3 hours in accordance with the ISO 834 Heating Curve is compared with the value obtained from a thermal conduction analysis. As a result of the comparison, though there is a little difference, it is thought that fire behaviors can be predicted in the future if the movement of moisture and the added evaporation speed are taken into account.

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The Effect of Rock Joints and Ground Water on the Thermal Flow through Rock Mass (절리 및 지하수가 암반의 열전파 특성에 미치는 영향)

  • 박연준;유광호;신희순;신중호
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.12 no.3
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    • pp.220-228
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    • 2002
  • Thermal flow through jointed rock mass was analyzed by numerical methods. The effect of a single set of joints on the heat conduction was analyzed by one-dimensional model and compared with the analytical solution. When a joint is completely dry, the joint behaves as a thermal break inducing jumps in temperature distribution even at steady state. Therefore when joints are completely dry, individual joint has to be taken into consideration to get a good result. When joints are partially or fully saturated, the thermal conductivity of the joints increases drastically and the jumps in temperature distribution become less severe. Therefore the effect of joint in heat conduction can be well absorbed by continuum anisotropic model whose thermal properties represent overall thermal properties of the intact part and the discontinuities. Since the effect of joints becomes less important as the degree of the saturation increases, the overall thermal response of the rock mass also becomes close to isotropic. Therefore it can be concluded that a great effort has to be made to obtain a precise in-situ thermal properties in order to get a good prediction of the thermal response of a jointed rock mass.

Simulation of Asymmetric Fuel Thermal Behavior Using 3D Gap Conductance Model (3 차원 간극 열전도도 모델을 이용한 핵연료봉의 열적 비대칭 거동 해석)

  • Kang, Chang Hak;Lee, Sung Uk;Yang, Dong Yol;Kim, Hyo Chan;Yang, Yong Sik
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.39 no.3
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    • pp.249-257
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    • 2015
  • A fuel assembly consists of fuel rods composed of pellets (UO2) and a cladding tube (Zircaloy). The role of the fuel rods in the reactor is to generate heat by nuclear fission, as well as to retain fission products during operation. A simulation method using a computer program was used to evaluate the safety of the nuclear fuel rods. This computer program has been called the fuel performance code. In the analysis of a light water reactor fuel rod, the gap conductance, which depended on the distance between the pellets and cladding tube, mainly influenced the thermomechanical behavior of the fuel rod. In this work, a 3D gap element was proposed to simulate the thermo-mechanical behavior of the nuclear fuel rod, considering the gap conductance. To implement the proposed 3D gap element, a 3D thermo-mechanical module was also developed using FORTRAN90. The asymmetric characteristics of the nuclear fuel rod, such as the MPS (missing pellet surface) and eccentricity, were simulated to evaluate the proposed 3D gap element.

Loading Effects on Thermal Conductivity of Soils: Particle-Scale Study (하중 조건이 지반의 열전도도에 미치는 영향: 입자 스케일에서의 연구)

  • Lee, Jung-Hwoon;Choo, Jin-Hyun;Yun, Tae-Sup;Lee, Jang-Guen;Kim, Young-Seok
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.27 no.9
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    • pp.77-86
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    • 2011
  • The stress condition mainly dominates the thermal conductivity of soils whereas governing factors such as unit weight and porosity suggested by empirical correlations are still valid. The 3D thermal network model enables evaluation of the stress-dependent thermal conductivity of particulate materials generated by discrete element method (DEM). The relationship among dominant factors is analyzed based on the coordination number and porosity determined by stress condition and thermal conductivity of pore fluid. Results show that the variation of thermal conductivity is strongly attributed to the enlargement of inter-particle contact area by loading history and pore fluid conductivity. This study highlights that the anisotropic evolution of thermal conductivity depends on the directional load and that the particle-scale mechanism mainly dictates the heat transfer in soils.

Development of the model and the hybrid algorithm toy analyzing the dynamic heat conduction in the CPES system (CPFS 내에서 일어나는 동적 열전도 현상을 해석하기 위한 수식 및 혼합알고리즘 개발)

  • Yun Jongpil;Kwon Seong-Pil;Yoon En Sup
    • 한국가스학회:학술대회논문집
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    • 2003.10a
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    • pp.120-125
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    • 2003
  • 본 연구는 원자력 발전소에 있는 방화벽의 케이블 관통부위에 설치된 CPFS(Cable Penetration Fire Stop)시스템 안에서 일어나는 동적열전달 현상을 3 차원으로 나타낼 수 있는 시험시뮬레이터에 사용될 수학적 모델과 수치계산 알고리즘의 개발에 관한 것이다. CPFS 내에서 일어나는 열전도 현상을 나타내는 지배방정식은 주어진 조건들 하에서 포물선형 편미분방정식(Parabolic PDE)으로 나타난다. 문제를 단순화하기 위해 열의 흐름을 두 성분으로 나누었다 즉, 케이블과 평행한 선을 따라서 일어나는 열전도와 벽면과 평행한 평면 위에서 일어나는 열전도로 나누었다. 먼저 선을 따라 일어나는 동적 열전도 현상을 나타내는 PDE를 연속과완화(SOR: Successive Over-Relaxation)를 적용하여 유한한 불연속점들에 대한 연립 상미분방정식(ODE)으로 전환했고, 그 연립방정식은 ODE Solver 를 이용하여 풀 수 있었다. 둘째로, 각 불연속 점에 위치한 평면 위에서 일어나는 열전도를 계산하기 위해서, 유한요소의 합을 근사식으로 이용하여 PDE를 ODE로 전환해서 계산하는 유한요소법(Finite Element Method)이 이용된다. 여기서 시간과 공간의 함수 T(x, y, z, t)인 온도는 각 선의 점들과 각 평면의 요소들에 대해서 일정한 시간간격으로 초기온도와 경계온도를 업데이트하여 계산을 반복한다. 이러한 일련의 계산결과를 바탕으로 CPFS 시스템 내에서의 온도분포의 동적인 변화를 해석한다. 결론적으로 관통하는 케이블이 CPFS 시스템의 온도분포에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 시뮬레이션 결과는 CPFS 내의 온도분포를 쉽게 이해할 수 있도록 3 차원 그래픽으로 나타냈으며, 상용소프트웨어 FEMLAB 으로 계산한 결과와 비교해서 개발된 모델과 계산 알고리즘의 정당성을 보였다. 맞이하고 있음을 볼 수 있다. 국내광업이 21C 급변하는 산업환경에 적응하여 생존하기 위해서는 각종 첨단산업에서 요구하는 소량 다품종의 원료광물을 적기에 공급 할 수 있는 전문화된 기술력을 하루속히 확보해야 하며, 이를 위해 고품위의 원료광물 확보를 위한 탐사 및 개발을 적극 추진하고 가공기술의 선진화를 위해 선진국과의 기술제휴 등 자원산업 글로벌화 정책이 절실히 요구되고 있음을 알 수 있다. 또한 삶의 질을 향상시키려는 현대인의 가치관에 부합하기 위해서는 각종 소비제품의 원료를 제공하는 광업의 본래 목적 이외에도 자연환경 훼손을 최소화하며 개발 할 수밖에 없는 구조적인 어려움에 직면할 수밖에 없다. 이처럼 국내광업이 안고 있는 여러 가지 난제들을 극복하기 위해서는 업계와 정부가 합심하여 국내광업 육성의 중요성을 재인식하고 새로운 마음가짐으로 관련 정책을 수립 일관성 있게 추진해 나가야 할 것으로 보인다.의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 브랜드 이미지와 서비스 품질과의 관계에서 브랜드이미지는 서비스 품질의 선행변수가 될 수 있음을 증명하였으며 4개 요인의 이미지 중 사풍이미지를 제외한 영업 이미지, 제품 이미지, 마케팅 이미지가 서비스 품질에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 둘째, 지각된 서비스 품질과 가격 수용성과의 관계에서, 서비스 품질은 최소 가격에 신뢰서비스 요인에서 정의 영향을 미치고 있으나 부가서비스, 환경서비스에서는 역의 영향을 미침을 알수 있고, 최대 가격에 있어서는 욕구서비스 요인은 정의 영향을 미치지만 부가서비스의 경우에는 역의 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 셋째, 서비스품질과 재 방문 의도와의 관계에 있어서 서비스품질은 재 방문 의도에 영향을 미침을 알 수 있다. 따라서 브랜드 이미지는 서비스품질의 선행변수가 될 수 있으며, 서비스품질은 가격 수용성과 재방문 의도에 영향을 미치고 있음을 알 수

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Improvement of Thermal Conductivity of Poly(dimethyl siloxane) Composites Filled with Boron Nitride and Carbon Nanotubes (보론 나이트라이드와 탄소나노튜브로 충전된 실리콘 고무의 열전도도 향상)

  • Ha, Jin-Uk;Hong, Jinho;Kim, Minjae;Choi, Jin Kyu;Park, Dong Wha;Shim, Sang Eun
    • Polymer(Korea)
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    • v.37 no.6
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    • pp.722-729
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    • 2013
  • In order to enhance the thermal conductivity of poly(dimethyl siloxane) (PDMS), boron nitride (BN) and carbon nanotubes (CNTs) were incorporated as the thermally conductive fillers. The amount of BN was increased from 0 to 100 phr (parts per hundred rubber) and the amount of CNTs was increased from 0 to 4 phr at a fixed amount of the boron nitride (100 phr). The thermal conductivity of the composites increased with an increasing concentration of BN, but the incorporation of CNTs had only a slight effect on the enhancement of thermal conductivity. Unexpectedly, the thermal degradation of the composites was accelerated by the addition of CNTs in 100 phr BN filled PDMS. Activation energy for thermal decomposition of the composites was calculated using the Horowitz-Metzger method. The curing behavior, electrical resistivity, and mechanical properties of PDMS filled with BN and CNTs were investigated.

Development of Simulation for Vuilleumier Cycle Heat Pump (VM 사이클 히트펌프 설계프로그램의 개발)

  • 박병덕;이기우
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.105-113
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    • 2001
  • 지구환경문제와 에너지문제를 해소하는 한 방법으로서 Vuilleumier 사이클 기관(VM)을 이용한 공조기형 열구동형 히트펌프시스템(VMHP)이 각광을 받고 있다. VMHP의 제작에 있어서는 VM의 각 부분의 이론적 검토 및 최적설계를 위한 해석프로그램의 개발이 필수적이고 최적설계를 위한 설계 기본서의 도출 및 설계자료의 확보가 필요하다. VMHP의 상세한 성능해석이나 설계에 활용 가능한 성능해석프로그램을 개발하였다. 해석은 VM의 시스템의 각 부분을 11개 부분으로 나누어 단열모델해석으로 수행하였다. 열교환기에서의 열전달 성능과 재생기손실, 열전도손실, 셔틀손실, 유동에 의한 압력손실과 열압축측과 열펌프측 사이의 마찰손실, 피스턴실 및 로드실의 마찰손실을 고려한 해석을 수행하였다. 해석에 의한 계산치의 정확성을 본 해석결과를 이용하여 제작한 시험기에 의해 비교하였다. 계산치와 시험기에 의한 전체성능을 비교하였고 또한 각각의 손실에서 고유한 파라미터를 추출하여 그 파라미터의 변화에 따른 열손실 전체의 변화 정도를 파악하여 실험치와 계산치의 정상적인 비교로부터 성능해석의 정도를 비교하였다. 비교결과에 의해 난방능력은 8%, 냉방능력은 19%의 최대오차로서 본 해석결과가 VMHP의 설계를 위해 유용한 수단으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

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Thermal characteristics of energy textile by performing in-situ thermal response test (현장 열응답시험을 통한 에너지 텍스타일의 열적 거동 평가)

  • Lee, Chulho;Yoon, Sangbong;Han, Eunseon;Jeoung, Jae-Hyeung;Choi, Hangseok
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.167.2-167.2
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    • 2010
  • 본 연구에서는 지열 에너지원으로써 터널 내부 벽면의 항온성을 이용하여 터널 외벽에 텍스타일 형태의 열교환기를 설치하고 열적 거동을 평가하였다. 터널의 라이닝 부분에서는 여러 가지 요인에 의해 지하수가 터널 내부로 유입하게 되므로 지하수의 유무에 대한 열적 거동 및 유동액의 순환 속도에 따른 영향, 열교환 파이프 배열 형태에 따른 영향을 현장 시험 시공과 현장 열응답시험을 통하여 평가하고자 하였다. 또한 3-D 유한체적해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 숏크리트와 라이닝의 열전도도를 고려한 열교환기의 성능을 분석하였다. 수치해석 결과 열교환 파이프 주변에 지하수의 흐름이 존재할 경우 열전달이 상대적으로 더 원활히 이루어졌으며 순환속도가 빠를 때 보다 느릴수록 효율이 높게 나타났다. 또한, 파이프의 간격이 넓을수록, 파이프의 길이가 길수록 효율이 높게 나타났다. 라이닝 및 숏크리트의 열전도도가 증가함에 따라 에너지 텍스타일의 열전달 효율이 높게 나타났다. 현장 시험을 통해 비슷한 길이의 파이프가 사용된 경우, 파이프 배열 형태에 따라 수평형보다는 수직형 배열의 효율이 높게 측정되었다.

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