• 대한기계학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.2136-2149
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• 1992

본 연구에서는 Gebhart등이 제시한 새로운 밀도식을 사용하여 경사진 등온평 판이 저온의 순수물속에 잠겨있을 때의 자연대류현상을 F.D.M 방법을 사용하여 수치해 석하였다. 이러한 수치 계산으로부터 등온 평판 주위의 속도, 온도분포 및 평균 누 셀트수를 각각 구하고, 주위물 온도 및 평판의 경사각이 등온 평판에 의한 유동 및 열 전달 현상에 미치는 영향을 구명하였다.또한 본 연구결과와 Riu등이 상사해석하여 구한 다중 정상 상태 영역에서의 결과들과 실험적 연구의 결과들을 상회 비교분석하였 다. 여기서 사용한 등온 평판은 기존의 연구들에서 많이 이용하고 있는 가장 이상적 인 등온면인 0.deg. C 얼음면을 택하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구는 한국가스공사에서 운영중인 천연가스 공급관리소의 가스히터를 대상으로 겨울철 히터 가동 중단시, 가스히터 내부의 열전달 매체액 (Bath Water)이 빙점에 도달하는 시간을 계산하여 보수주기에 대한 결정 및 동파 취약 부위에 대한 영향을 판단하기 위해 가스히터의 체적을 고려한 비선형 3차원 전산모사를 수행하였다. 이용된 시뮬레이터는 미국 FLUENT사의 FLUENT V 5.0으로서 열유체 유동해석 범용 Code이다. 본 문제는 열전도에 관한 문제로 에너지 방정식을 푸는 방식으로 진행되지만 가스히터의 체적을 고려한 3차원 계산을 수행하기 위해 현장의 가스히터 형상 및 축적을 거의 유사하게 모델링하였고 표면에서 공기에 의한 대류 (Convection)문제와 단열재 사이의 전달 (Conduction)문제, 히터내부 액체의 자연대류 (Natural Convection) 그리고 배관을 통한 열손실의 문제를 고려한 복합적인 열전달 현상을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1584-1595
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• 1993

본 연구에서는 Re수가 40이하의 정상 층류유동에서 온도가 실린더와 자유유동 사이의 열전달계수에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 유체의 온도 Ta를 200~900K, 실린더의 온도Tw를 300~900K의 범위에서 Tm/Ta를 0.67~2.75까지 변화시 키며 계산을 수행하였다. 수치계산 결과를 분석하여 실험적으로 관찰하기 어려운 불성치의 변화가 열전달에 미치는 영향을 검토하고, 아울러 실린더가 자유유동에 의해서 냉각되는 경우 뿐만 아니라 가열되는 경우의 연구도 병행하였고, 두가지 경우 에 모두 적용할 수 있는 열전달관계식을 구하였다. 본 연구에서는 Gr/$Re^2$=0 이고 복사에 의한 열전달량은 강제대류에 의한 열전달량의 1%이하이므로 자연대류 및 복사열 전달의 효과는 무시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.10-19
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• 1995

Study on combined natural convection-radiation In partially open square enclosures filled with absorbing-anisotropic scattering media is performed. A heater block located in the enclosure causes the natural circulation of the fluid in the enclosure which results In significant in-flow of the cold fluid through the partially open wall. Four different locations of the heater are considered to observe the effect of the heater locations on the resulting heat transfer. Results obtained from the combined convection-radiation analyses show much stronger circulation of t he fluid inside the enclosure as compared to those obtained from the pure convection analyses. As the ratio of the open area is Increased, the inflow of the cold fluid and the circulation of the fluid inside the enclosure is increased causing lower fluid temperature Inside the enclosure. It is shown that the location of the heater influences the circulation and heat transfer significantly by showing stronger circulations and more uniform temperature distributions for the cases where the heater is located on the bottom wall as compared to those for the cases where the heater is located on the upper part wall of the enclosure. For pure absorbing medium, the expected circulation in the fluid is relatively week as compared to those with absorbing-scattering medium due to the smaller wall heating as the radiant heat is used to heat the fluid instead. The forward anisotropic scattering phase function is shown to increase the fluid circulation further as compared to the isotropic scattering medium.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.52-57
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• 2014

본 논문에서는 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방적식을 사용하여 동절기 소방배관의 동파방지를 위한 최적의 열선위치를 확인하였다. 물의 자연대류와 소방 배관의 전도 열방정식이 결합된 복합열전달을 해석하였다. 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하기 위하여 SIMPLE 형태의 알고리즘을 기반으로 한 상용코드(ANSYS-FLUENT)가 사용되었다. 수치해석을 수행하여 등온선과 벡터장을 살펴보았다. 물의 열팽창계수를 일정하다고 가정할 때 소방 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저온도가 가장 높아서 동파방지에 가장 효과적인 것을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.33-39
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• 2015

본 논문에서는 동절기 소방용 CPVC 배관의 동파방지를 위하여 최적의 열선위치를 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-stokes 방정식을 사용하여 수치해석을 수행하였다. CPVC 배관은 탄소강관과 열용량 등 주요 물성에 큰 차이가 있어 배관 내 물의 유동에 큰 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 물의 자연대류와 CPVC 배관의 열전도가 결합된 복합열전달을 해석하였다. 상용코드(Fluent)를 사용하여 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하였다. 소방용 CPVC 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저 온도가 가장 높아서 동파방지에 보다 효과적인 것을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.49-56
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• 2016

본 논문에서는 동절기 소방배관의 동파방지를 위한 열선의 직선 시공과 감기 시공의 효과를 수치해석을 통하여 분석하였다. 두 시공법들의 효과 분석을 위하여 3차원 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방적식의 비정상 해를 구하였다. 수치해석에서 물의 자연대류와 소방 배관의 열전도 방정식이 상호작용을 하므로 복합열전달 해석을 상용코드 ANSYS-FLUENT에서 제공하는 압력-속도 연성기법들 중의 하나인 SIMPLE 알고리즘을 이용하여 수행하였다. 수치해석을 통하여 시간에 따른 배관 내의 유동장 및 온도분포와 배관 내 물의 최대 및 최소온도 변화를 고찰하였다. 수치해석 결과 배관 단위 길이 당 투입열량이 동일한 경우에 감기 시공과 직선 시공의 동파방지 효과는 거의 동일함을 확인하였다. 따라서, 열선 손상과 단락 등을 고려하면 직선 시공이 더 나은 시공법이라 판단된다.

• 태양에너지
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• 제15권2호
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• pp.77-90
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• 1995

본 연구는 용융점 온도가 $0^{\circ}C$인 순수 물이 수직원통형 빙축열조 내에 각각 형상비(H/R)가 4와 2인 형태로 채워져 있을 경우 수직원관 내로 유입되는 작동유체의 온도를 $-10^{\circ}C$, 유량을 10 liter/min로 고정시킨 후 유동방향을 상향과 하향으로 변화시켰을 경우 시간경과에 따라 나타나는 물의 응고형상, 수직원통의 온도분포, 수직원관의 온도분포, 축열량에 대한 열전달현상을 실험적으로 규명한 것이다. 축열조내 물의 온도분포는 초기온도가 $7^{\circ}C$인 경우 냉각과정중 축열조내 상부가 하부보다 높고 시간경과 후 물의 최대밀도점인 $4^{\circ}C$ 이하에서는 축열조 하부가 상부보다 높으며, 초기온도가 $4^{\circ}C$와 $1^{\circ}C$인 경우는 물의 밀도값이 최대점인 $4^{\circ}C$ 이하이므로 실험시작 초기부터 하부가 상부보다 온도분포가 높게 나타났다. 응고과정 시에는 동일한 초기온도 하에서 작동유체의 유동방향이 상향일 경우가 하향일 경우보다 축열조내 자연대류 유동이 활발하여 액상의 평균온도는 빠르게 강하되고 수직원관 외벽면의 상 하부 온도차이도 적으며, 응고형상은 축열조내 물의 초기온도가 $7^{\circ}C$와 $4^{\circ}C$ 일 때 상 하부에서 고르게 진전된다. 축열조내 물의 초기온도가 $1^{\circ}C$인 경우는 전도열전달의 영향이 지배적이므로 응고층의 생성은 작동유체 유동방향으로 형성되어진다. 축열량은 형상비에 관계없이 초기온도가 높을수록 크게 나타났으며, 동일한 초기온도 하에서도 작동유체의 유동방향이 상향으로 유입될 경우가 하향에 유입되는 경우보다 시간경과 후 크게 나타났다.