• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권2호
• /
• pp.119-126
• /
• 2016

본 연구는 실험적인 방법과 열유동 해석 방법을 사용하여 대용량 압출형 히트싱크의 방열성능에 미치는 열원 대칭배열의 영향을 고찰하고, 이를 바탕으로 제조원가가 낮은 고효율의 히트싱크를 제안하고자 한다. 실험결과를 통해서 유사한 유효 유동단면적을 가지는 경우에 히트싱크의 전열면적이 방열성능에 큰 영향을 줌을 확인할 수 있었으며, 히트싱크의 양면 모두를 이용하는 방열이 훨씬 효과적인 방열이 가능함을 알 수 있었다. 또한, 대칭으로 열원을 배치한 경우가 비대칭 배치보다 효율적으로 방열됨을 알 수 있었다. 해석연구의 결과를 통해서는 실험결과와 정성적으로는 유사한 경향을 확인할 수 있었으며, 실험연구에서 확인하지 못한 질량유량별 및 투입열량별 추이, 단면과 양면 사용의 정량적 비교 등이 가능하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권1호
• /
• pp.27-33
• /
• 2013

제품의 성능 및 신뢰성 향상을 위하여 효과적이고, 적정한 방열장치의 중요성이 지속적으로 부각되고 있다. 현재 가장 널리 쓰이는 방열장치는 알루미늄 압출식 평행핀 형상의 히트싱크(heat sink)로 이의 설계를 위해서는 방열량과 최대 허용온도 등에 대한 목표가 결정되어야 하며, 사용 환경 및 설치 방법에 따른 열전달 계수의 예측이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 히트싱크의 베이스가 수직, 수평상태를 유지함에 따라 나타나는 핀 주변의 자연대류 유동 특성을 전산모사 해석을 통해 고찰하였다. 또한, 일반적인 자연대류형 히트싱크를 대상으로 수평 및 수직상태에서의 열적 성능 실험을 수행하였으며, 기존의 연구결과와 비교함으로써 설치방향이 히트싱크 방열성능에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 실험결과 수평상태의 경우는 수직인 경우에 비하여 약 10~15% 열전달 계수의 감소가 발생하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권2호
• /
• pp.179-184
• /
• 2010

스트레이트 휜 히트 싱크가 장착된 공간에 팁 클리어런스(tip clearance)와 바이패스 유동이 열성능에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고자 한다. 수평 및 수직 방향으로의 바이패스 유동에 의한 열성능 평가는 열식 질량 유량계(MFC)와 소형 풍동으로 이루어진다. 팁 클리어런스와 바이패스 유동에 의한 히트 싱크의 열성능은 열저항을 통하여 평가한다. 실험 결과, 스트레이트 휜 히트 싱크의 열저항은 팁 클리어런스가 증가함에 따라 점진적으로 증가하며, 유동 가이드 장치는 바이패스 유동을 감소하는 역할을 한다. 본 연구에서는 동일 유량 조건에서 히트 싱크의 입구에서 유동 가이드 장치까지의 거리에 따라 스트레이트 휜 히트 싱크의 최적값이 존재함을 확인하였다. 히트 싱크로 유입되는 유량이 증가함에 따라 유동 가이드 장치에 의한 열성능 개선 정도는 증가한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.556-557
• /
• 2010

본 논문은 하이브리드 자동차의 구동모터용 인버터에 적용되는 수랭 히트싱크의 설계 타당을 수치해석을 통해 검증하는 방법을 제시한다. 전력변환장치의 손실 계산, 발열체 모델링, 히트싱크 형상 모델링, 수랭 조건 입력, 히트싱크상의 열적 분포 해석, 유체 거동 시뮬레이션의 과정을 거치며, 본 논문에서는 650Vdc, 150kW급의 시리즈 하이브리드 차량의 구동 모터용 인버터를 예로 그 과정을 설명하고자한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권4호
• /
• pp.343-350
• /
• 2015

자연 대류 히트 싱크는 신뢰성 및 가격 경쟁력 등의 이유로 가장 널리 쓰이는 냉각 장치이며, 특히 고출력 LED 조명에 널리 사용되고 있다. 고출력 LED 조명은 일반적으로 가로등, 보안등 등에 이용되며 기울어진 형태로 사용되므로 히트 싱크 또한 기울어지게 되는데, 이러한 기울어진 히트 싱크에 대해서는 연구가 이루어지지 않아 정확한 열성능 예측이 어려웠다. 이에 본 연구에서는 평판 핀을 갖는 원통형 히트 싱크가 기울어진 경우에 대해 방열 성능을 측정하였다. 실험은 다양한 휜의 길이와 개수, 히트 싱크 베이스의 다양한 온도에 대해 경사각이 30도와 60도인 경우에 대해 수행되었다. 그리고 실험결과를 바탕으로 100,000 < $Ra_L$ < 600,000, 1/6 < H/D < 1/2, 9 < N < 72의 범위에서 적용 가능한 Nusselt 수 상관 관계식을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권6호
• /
• pp.571-578
• /
• 2012

본 연구에서는 등온 가열 조건 하에서 플레이트-휜을 가지는 자연대류 히트싱크의 열성능을 측정하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험은 자연대류 히트싱크의 열입력량, 휜 간격 및 높이를 변화시키면서 수행하였다. 특히, 경사각 변화가 자연대류 히트싱크의 열성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 기존 연구자들이 제시한 열저항 상관식과 본 연구에서 수행한 실험결과의 비교를 통해 실험결과의 타당성을 검증하였다. 또한 실험결과를 바탕으로 자연대류 히트싱크의 열입력량, 휜 간격 및 높이, 그리고 경사각에 대하여 기존 연구자들이 제시한 상관식의 적용가능 범위를 평가하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.539-541
• /
• 2006

전력 반도체의 방열 특성은 수명 및 소손과 관계가 있다. 전력 반도체 자체의 열전달 특성 및 전력 반도체가 취부 되는 방열판의 전도, 대류, 방사의 열전달 특성을 고찰하기 위하여 본 논문에서는 실시간으로 방열판의 온도를 관측하여 전력 반도체의 손실을 확인하였고, 프로파일별 히트 싱크 온도 상승 측정 평균 전류와 전류 프로파일과 의 상관 관계를 분석 하여 방열판 최적화 및 히트 싱크 온도 관측 시 히트 싱크의 모델을 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제37권1호
• /
• pp.35-39
• /
• 2013

본 논문은 자연대류상에서 냉각되는 하이브리드 휜 히트싱크(Hybrid Fin Heat Sink, HFH)의 열특성에 대한 수치연구결과를 보고한다. HFH는 평판휜이 결합된 내부유로가 있는 핀 휜으로 이루어진 하이브리드 휜으로 구성된다. HFH의 열성능은 상용 CFD 소프트웨어를 이용하여 수치적으로 연구되었고 핀 휜 히트싱크(Pin Fin Heat Sink, PFH)의 열성능과 비교되었다. 수치연구결과를 통해 HFH의 베이스면적기반, 질량기반 열전달계수가 PFH 보다 각각 12%, 37% 우수함을 발견했다. 증대된 표면적과 가벼운 무게는 PFH보다 우수한 HFH의 열성능을 설명할 수 있다.

• ESCO지
• /
• 통권62호
• /
• pp.58-65
• /
• 2010

최근 가정용 컴퓨터와 노트북 등의 중앙처리장치(CPU) 속도가 급격히 빨라지고 있다. 더욱이 화석 에너지 고갈 위기에 따라 제품의 발열량은 급속도로 늘어날 전망이라는 관측이 나왔다. 때문에 에너지절약에 대한 해결이 동반된 연구가 이뤄져야 한다는 목소리가 커지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 발열원에 히트싱크를 직접 부착하는 강제대류 방식에 대한 연구가 진행되고 있고, 최근 들어 열전소자를 이용한 냉각방식과 히트파이프를 이용한 방식도 대두되고 있다. 그 중 열저항 특성 연구에 집중했던 기존 방식에서 벗어나 Pulsating Heat Pipe(PHP)를 열확산기로 적용시킨 연구방식을 소개한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권4호
• /
• pp.385-390
• /
• 2012

본 연구는 LED 조명기구에 적합한 원형 히트싱크의 최적설계를 수행하였다. DTRM 복사 모델을 이용하여 자연대류와 복사 열전달을 수치적으로 해석하였고, 수치모델을 실험을 통하여 검증하였다. 휜 개수, 긴 휜 길이, 중간 휜 길이가 전체 열저항 및 복사 열전달에 미치는 영향을 조사하였고, 그 결과 방사율이 증가할수록 복사 열전달의 크기는 증가하여 열저항은 감소하지만, 인자 변화에 따른 전체 열저항의 경향성은 거의 일정하였다. 원형 히크싱크의 최적화를 수행하였고, 최적화된 긴 휜의 개수는 19~28 개, 긴 휜의 길이는 히트 싱크의 반지름의 1/2 이고, 휜의 길이 비는 0.4~0.7 사이의 값을 얻었다.