• 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.

• 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.

• Composites Research
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• v.30 no.1
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• pp.26-34
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• 2017

This research presents studies on an improved method to predict the thermal conductivity of woven fabric composites, the effects of geometric structures of woven fabric composites on thermal conductivity, and structural optimization to improve the thermal conductivity using a genetic algorithm. The geometric structures of woven fabric composites were constructed numerically using the information generated on waviness, thickness, and width of fill and warp tows. Thermal conductivities of the composites were obtained using a thermal-electrical analogy. In the genetic algorithm, the chromosome string consisted of thickness and width of the fill and warp tows, and the objective function was the maximum thermal conductivity of woven fabric composites. The results confirmed that an improved method to predict the thermal conductivity was built successfully, and the inter-tow gap effect on the composite's thermal conductivity was analyzed suggesting that thermal conductivity of woven fabric composites was reduced as the gap between tows increased. For structural design, optimized structures for improving the thermal conductivity were analyzed and proposed. Generally, axial thermal conductivity of the fiber tow contributed more to thermal conductivity of woven fabric composites than transverse thermal conductivity of the tows.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.33 no.2
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• pp.35-47
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• 2017

Thermal behavior of soils is mainly focused on thermal conduction, and the study of natural convection is very limited. Increase of soil temperature causes natural convection due to buoyancy from density change of pore water. The limitations of the analysis using fluid dynamics for natural convection in the porous media is discussed and a new numerical analysis is presented for natural convection in porous media using THM governing equations fully coupled in the macroscopic view. Numerical experiments for thermal probe show increase in the uncertainty of thermal conductivity estimated without considering natural convection, and suggest appropriate experimental procedures to minimize errors between analytical model and numerical results. Burial of submarine power cable should not exceed the temperature changes of $2^{\circ}C$ at the depth of 0.2 m under the seabed, but numerical analysis for high permeable ground exceeds this criterion. Temperature and THM properties of the seafloor are important design factors for the burial of power cable, and in this case effects of natural convection should be considered. Especially, in the presence of heat sources in soils with high permeability, natural convection due to the variation of density of pore water should be considered as an important heat transfer mechanism.

• Journal of Power System Engineering
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• v.14 no.4
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• pp.17-22
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• 2010

본 연구는 구의 과도 열전도에 의한 열손실을 계산하는 데 있어, 외부의 경계조건인 대류의 조건에 해당하는 상황을 상수 및 변수로 가정하였을 경우의 열전달문제를 해석한 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 집중열용량법을 사용하고 있으며, 대류열전달계수의 값이 온도의 함수로 변한다고 가정하여 계산하였다. 계산을 수행한 결과 대류경계조건의 값을 상수로 가정한 경우가 열손실이 높이 평가된다는 것을 알았고, 이러한 경향을 상관식으로 정리하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2001.05a
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• pp.192.1-192
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• 2001

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1999.11a
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• pp.181-186
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• 1999

화학 축열 시스템의 성능을 모사하고 이를 해석하여 시스템 성능을 최적화하기 위해서는, 반응층의 열 및 물질 전달 특성을 정확히 아는 것이 중요하다. 본 연구에서는 $Na_2$S-$H_2O$ 반응계를 사용한 화학 열펌프에 대한 연구로, $Na_2$S-팽창흑연 복합체의 열전도도와 기체 투과도를 측정하였고, 소형 시스템을 제작하여 그 성능을 평가하였다. 열전도도는 전이 일차원 열류기법을 사용하여 측정하였고, 기체 투과도는 Darcy's law를 이용하여 측정하였다. 반응층의 열전도도와 기체 투과도는 팽창흑연 지지체의 겉보기 밀도와 반응염의 함량에 따라 각각 6~48W/mㆍK, 1.1$\times$$10^{-13}$~1.0$\times$$10^{-11}$m$^2$의 범위에 있었다. 또한 소형 시스템을 구성하여 445W/kgㆍ$Na_2$S의 냉방 출력을 얻을 수 있었다.

• Journal of the KSME
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• v.26 no.5
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• pp.398-404
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• 1986

열전달에는 많은 개념과 방법론이 포함되므로 그 범위에 있어서, 적어도 다른 어떤 열과학보다도 광범위하다. 이 제목의 첫 과목을 가르치는데 있어, 교수는 토픽의 내용, 수학의 정도, 컴퓨터 사용 및 실험 등에 있어 많은 선택에 직면하게 된다. 이 선택은 학생개발목표는 물론 기자재 및 시간제한 등에 기반을 두어 이루어져야 한다. 열전달 첫 과목의 주된 목적은 학생이 열시스템 설계와 성능에 관계되는 문제를 합리적으로 취급할 수 있도록 준비시키는 것이어야 한다. 따 라서 전달, 대류 및 복사의 기본원리와 열시스템 해석의 방법론에 중점을 두어야 한다.

• Journal of the KSME
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• v.24 no.4
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• pp.243-245
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• 1984

HEATCON은 80컬럼을 사용할 수 있는 APPLE II용으로 BASIC용어를 사용한 과도 열전도 해석 프로그램이며, 사용자와 대화식으로 되어 있어서 사용자가 열전도의 기본개념을 이해하고 있으면 별도의 설명서가 없어도 화면에 나타나는 지시를 따라서 사용할 수 있다. HEATCON은 개발후 마사츄세츠 대학교에서 열전달 과목을 수강하는 학생들에게 한 학기동안 시험적으로 사 용토록 하여 검토 되었으며 이때 발견된 문제점들이 모두 해결 되었다. 소프트웨어의 개발에서 이러한 시험사용을 통한 검토는 매우 중요하며, 개발자가 예상하지 못했던 문제점들이 발견되는 경우가 많이 발생한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.5
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• pp.341-346
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• 2017

Knowing the mean free paths (MFPs) of thermal phonons is an essential step in performing heat transfer analysis for nanomaterials, and in determining the optimum design for tailoring the heat transfer characteristics of nanomaterials. In this study, we present a method that can be used to calculate accurately the phonon MFP spectra of nanostructures based on simple phonon kinetic theory. Here, the kinetic theory may be employed by extracting only the diffusive-transport part of the phonon spectrum (i.e., the MFPs are less than a thermal length). By considering phonon dispersion and polarization effects, the phonon MFP distributions of silicon at room temperature are calculated from phonon transport properties and the spectral MFP. Our results are validated by comparison with those of the first principle and MFP spectroscopy data.