• 대한기계학회논문집B
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• 제22권9호
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• pp.1217-1228
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• 1998

In order to elucidate the operational characteristics of rotating heat pipes, the internal flow patterns and heat transfer performance are investigated. Flow patterns and its transition are studied with various rotational speeds by visualizing flows established inside a rotating tube. To verify those results of analysis, 2 heat pipes of the same geometries but fill charge rates of 7, 30% were manufactured and submitted to operating tests. Comparison of experimental results on heat transfer rate show a fairly good agreement with the analytical results. The analysis reveals that the optimum charge ratio is ranged in 4~7% depending on the quantity of thermal loads. but the heat pipe with 7% of fill charge ratio reached dry-out limitation at heat flux of $q^{{\prime}{\prime}}=6.2kW/m^2$ lower than that of analytic results. Transition of flow regime was well related to the correlation by Semena & Khmelev on transient centrifugal Froude Number Frc. But hysteresis phenomenon was observed in transition of flow regime, when the rotational speed was stepwisely changed in the way to undergo 1 cycle.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.512-519
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• 2023

소음공해는 인간과 해양환경에 악영향을 끼치며, 선박과 해양구조물에서 발생하는 유동소음을 예측을 통해 소음에 대한 안전성을 평가하고 해양환경을 보존할 수 있다. 기존 수중구조 유동소음 해석기법은 전산유체역학과 FW-H음향상사식을 이용한 하이브리드법 기반이다. FW-H는 무한공간에서의 음향전파를 가정하여 소음해석을 수행하기 때문에 음파의 반사와 산란, 회절의 영향이 나타나는 근접장 해석이 제한적이다. 반면 격자볼츠만기법 기반의 직접법 유동소음해석을 수행하면 근접장 음향효과를 소음해석에 반영할 수 있다. 직접법 해석은 유동과 소음이 연성된 해석이 수행되고 구조경계에서의 반사와 회절, 유동에 의한 매질 불균일성에 따른 산란효과가 반영된다. 그간 격자볼츠만기법이 수중조건에서 수치적으로 불안정하여 수중환경에 적용이 불가능했다. 하지만 수중환경에서 사용할 수 있는 DM-TS 격자볼츠만기법 충돌연산자가 개발되어 수중으로 확장이 가능해졌다. 본 연구에서는 파이프내 원형구멍에 대하여 격자볼츠만기법 해석을 수행해 수중 유동소음해석이 가능함을 보였다. 격자볼츠만기법 해석을 통해 도출한 유동과 소음을 각각 실험과 비교하여 해석의 신뢰도를 확보하였다. 파이프내 유동소음에 의한 주요 압력 피크가 해석에 반영되었으며 이를 통해 격자볼츠만기법을 이용한 근접장 유동소음해석이 가능함을 확인했다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.13-18
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• 2015

본 논문은 신축이음으로 배관과 배관사이에 연결되어 압력과 온도를 조절하는 이음의 안전설계에 관한 연구이다. 본 연구의 목적은 외기와 수송유체의 압력으로 인한 팽창과 수축에 의한 파이프 손상의 문제를 해결하고자 하여 파이프에 작용하는 과중한 압력을 감소시키고 사고발생을 예방하고자 하고자 한다. 3가지 유형의 신축이음을 적용하여 각각의 모델의 유동특성을 시뮬레이션 해석을 통하여 관찰한다. 각각의 모델의 형상에 따라 슬리브형, 벨로우즈형, 루프형의 신축이음 특성을 분류한다. 또한 수송 유체가 신축이음을 통과할 때, 배관에서의 열과 압력, 속도의 유동특성을 분석한다. 본 연구의 결과를 이용하면 신축이음 형상에 따른 안전설계에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 디자인 면에서 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.25-31
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• 2004

본 연구에서는 유연 외팔 구조물의 내부에 유체를 흐르게 함으로써 구조물의 진동을 억제시키는 방법을 제안한다. 안정성 해석과 동적 응답은 유한 요소법에 기초를 두었다. 근 궤적 선도에 있어서 플러터 한계와 최적 안정화 유속을 결정하였다. 진동의 감쇠를 관찰하기 위하여 모드 중첩법이 사용되었다. 시스템의 내부 흐름에 의한 안정화 효과는 구조물의 내부 감쇠를 무시한 경우와 포함한 경우의 임펄스 응답을 통하여 분석하였다. 내부 흐름은 기체의 경우보다도 액체의 경우가 더 큰 안정화 효과가 있다는 결론을 얻어냈다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권7호
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• pp.550-556
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• 2002

The vibrational system of this study is consisted of a cantilever pipe conveying fluid. the moving mass upon it and an attacked tip mass. The equation of motion is derived by using Lagrange equation. The influences of the velocity and the inertia force of the moving mass and the velocities of fluid flow in the pipe haute been studied on the dynamic behavior of a cantilever pipe by numerical method. As the velocity of the moving mass increases, the deflection of cantilever pipe conveying fluid is decreased. Increasing of the velocity of fluid flow make the amplitude of cantilever pipe conveying fluid decrease. The deflection of the cantilever pipe conveying fluid is increased by moving masses. After the moving mass passed upon the cantilever pipe, the amplitude of pipe is influenced due to the deflection of pipe tilth the effect of moving mass and gravity.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권5호
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• pp.473-478
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• 2003

평행한 벽 사이에 원형배관(circular pipeline)을 놓고 그 주위의 유동특성에 대한 수치연구를 수행하였다. 비압축성 유체를 가지고, Navier-Stokes 방정식을 풀었고 3차 풍상(upwind) 차분의 수치해법을 이용하였다. 한쪽 벽과의 거리가 매우 작아질 때, 볼텍스 떨어짐이 상당히 억압되는데 이것은 벽 경계와의 상호 박리 작용 때문으로 간수된다. 본 연구는 레이놀드 수의 변함과 물체가 벽에 접근함에 따른 볼텍스 떨어짐의 특성을 규명하는데 있다. 원형배관 후류와 평행벽내 유기된 박리의 상호작용을 집중적으로 다루며 서로 다른 조건에서 박리와 와역한(vorticity dynamics)의 특성을 해석하였다.

• 설비공학논문집
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• 제10권6호
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• pp.763-772
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• 1998

The effects of an inserted coil on flow patterns and heat transport performance for a horizontal rotating heat pipe have been studied experimentally. Especially, the present study is to see an internally inserted helical coil inside a RHP would lead to the same kind of results as internal fins. Visualization test conducted for an acryl tube, charged water with at a volumetric rate of 20%. When the flow kept pool regime at a low RPM(less than 1,000 RPM), the movement of coil forced the water to flow in axial direction. But this pumping effect of coil disappeared, when the pool regime changed to annular one which could be created by increasing RPM. The pumping effects for RHP with an inserted coil resulted enhancement both in condensation heat transfer coefficient and heat transport limitation, as obtained in case of using internal fins. But all these effects became negligible in the range of higher RPM(above 1,000∼1,200) with the transition of flow regime to annular flow.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.443-448
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• 2014

This paper describes thermal flow characteristics in various pipelines: straight pipeline and curved pipeline. In the permafrost area, pipelines are exposed to an extremely low temperature ($-40^{\circ}C$). In this situation, three-dimensional flow analysis should be analyzed to investigate thermal effects such as pressure drop, temperature change, velocity deficit and distribution change of liquid droplet of internal fluid. In this paper, multi-phase and multi-species analysis was introduced to analyze the flow characteristics of permafrost pipelines on the vertical support members above ground.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.423-430
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• 2014

파이프 유동 내에서 일어나는 소음 및 진동현상의 경우 일반적으로 난류유동과 근처의 벽면사이의 유동유기진동에 의해 일어나게 된다. 복잡한 난류유동을 가지는 확장관의 단순한 경우에서 본 연구는 수행되었지만, 방사소음의 경우 주어진 모델에서 크기와 형상 그리고 두께 등에 상당히 영향을 받게 된다. 또한, 방사소음은 그 파가 퍼져나가면서 주위 시스템에 교란특성이나 불안정성을 야기시키게 되는데 결국 중요한 파단과 파손을 일으키게 된다. 본 연구는 다양한 상용프로그램들 (Fluent, NASTRAN, 그리고 VIRTUAL LAB)을 이용하여 이러한 현상을 파악하고자 하였다. 이 연구를 통해 유동소음에 있어 깔려있는 물리현상들을 이해하고자 하였다. 확장관의 경우 단면적의 급격한 변화에 의해 박리와 높은 압력강하를 겪게 되는데, 방사소음의 계산으로 이 방사소음의 크기가 100에서 500Hz영역에서 전체적으로 약 20dB정도 감소시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 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.