• 대한기계학회논문집B
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• 제38권7호
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• pp.557-570
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• 2014

본 연구에서는 삼차원 RANS 방정식을 이용하여 냉각 유로 내에 부착하는 새로운 핀휜의 다양한 부채꼴 형상에 대해 열전달, 압력강하, 열성능을 평가하였다. 레이놀즈수가 5,000부터 100,000인 경우에 대하여 수치해석을 수행하였으며, 난류모델로는 Low-Re SST 모델을 사용하였다. 수치해석의 정당성을 확보하기 위하여 실험과 동일한 조건에서 면적 평균 누셀트수에 대한 실험값과 계산값을 비교하였다. 앞전 각도와 뒷전 각도를 매개변수로 하여 세 종류의 부채꼴 핀휜의 형상 변화에 따른 열성능을 평가하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제13권2호
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• pp.20-26
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• 2008

A numerical study is carried out to analyze the steady three-dimensional turbulent flow and convective heat transfer in a staggered pin-fin array with diamond shaped elements at various geometrical configurations. Steady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and energy equation are solved using a finite volume based solver. Shear stress transport (SST) model is used as turbulence closure. The computational domain is composed of one pitch of pin-fin displacement with periodic boundary conditions on the surfaces normal to the streamwise direction and the cross-streamwise direction. The numerical results for Nusselt number and friction factor are validated with experimental results. The effects of pin angle, pin height and pitch on Nusselt number, friction factor and efficiency index are investigated.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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• pp.229-232
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• 2008

This study presents a numerical procedure to optimize the shape of stepped circular pin-fins to enhance turbulent heat transfer. The KRG method is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid flow and heat transfer with shear stress transport turbulent model. The objective function is defined as a linear combination of heat transfer and friction loss related terms with a weighting factor. Ten training points are obtained by Latin Hypercube Sampling for two design variables. Optimum shape has been successfully obtained with the increased objective function.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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• pp.229-232
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• 2008

This study presents a numerical procedure to optimize the shape of stepped circular pin-fins to enhance turbulent heat transfer. The KRG method is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid flow and heat transfer with shear stress transport turbulent model. The objective function is defined as a linear combination of heat transfer and friction loss related terms with a weighting factor. Ten training points are obtained by Latin Hypercube Sampling for two design variables. Optimum shape has been successfully obtained with the increased objective function.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.586-591
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• 2015

본 연구는 자연대류상의 LED 모듈의 경량열관리를 위한 하이브리드 휜 히트싱크(HF HS)의 열성능을 수치적으로 조사한 결과에 대해 논하였다. 할로우 하이브리드 휜 히트싱크(HHF HS)와 솔리드 하이브리드 휜 히트싱크(SHF HS)가 HF HS로 제안되고, 신뢰성있는 수치결과를 획득하기 위하여 3차원 CFD 해석이 수행되었다. 3차원 CFD 연구는 HHF HS와 SHF HS의 성능에 대한 휜 공간과 내부유로직경의 영향을 조사하였다. 연구결과는 HHF HS의 질량기반 열저항이 핀휜 히트싱크(PF HS) 보다 20~32% 작음을 보여주고, 유로직경의 증가에 따라 HHF HS의 질량기반 열저항이 감소함을 보인다. 이 결과는 주로 질량감소와 내부유로를 통한 열방출의 결합효과에 기인한다. 고전적인 PF HS 대비 상당히 우월한 HHF HS의 질량기반 열성능은 자연대류상의 LED 모듈의 경량열관리 적용 가능성을 제시한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.703-714
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• 2010

본 연구에서는 크리깅 기법을 이용하여 엇갈린 핀휜이 부착된 회전하는 내부냉각유로의 형상 최적화를 수행하였다. 냉각유로 형상의 여러 매개변수 중 핀의 지름과 높이의 비, 핀의 지름과 핀과 핀 사이의 거리의 비를 최적설계를 위한 설계변수로 선택하였다. 열전달 관련 목적함수와 마찰손실 관련 목적함수를 가중계수를 이용하여 선형적으로 결합한 목적함수를 정의하였다. 크리깅 모델을 구축하기 위해 라틴하이퍼큐브 샘플링기법에 의해 생성된 20개 실험점에서 목적함수가 SST난류모델을 사용한 삼차원 레이놀즈평균 나비어-스톡스(RANS) 유동해석법에 의해 계산되었다. 크리깅 기법을 통하여 예측된 목적함수값은 RANS해석을 이용해 계산된 값과 매우 작은 오차 범위 내에서 일치하였으며, 최적설계를 통해 목적함수가 11% 감소하는 결과를 얻었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.28-34
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• 2019

본 연구에서는 터빈 냉각에 널리 사용되는 핀-휜 배열에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서 원형 튜브 전방에 익형 와류발생기가 위치하며, 익형 단면 형상은 NACA-9410을 사용하였다. 본 논문에서는 와류 발생기가 있는 핀-휜 배열 유동의 전열 성능과 유동 특성을 수직인 방향으로 변화시키며 기존의 핀-휜 유동과 비교하였다. 레이놀즈수 영역은 6000, 10000 그리고 15000 세 가지를 계산하였다. 전산 해석은 상용 프로그램인 ANSYS v18.0 CFX, 난류 모델은 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 결과적으로 전열 성능은 최대 5.8% 증가하였고 압력 손실은 1% 미만으로 증가하였다.