• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.13 no.4
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• pp.11-17
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• 1991

내연기관의 열전달은 구조물에 따라 흡기계통, 연소실, 배기계통으로 나누어지고, 열전달기구에 따라 전도, 대류, 복사로 나누어지며, 여기서는 그중 가장 핵심이 되는 연소실 내에서의 대류 및 복사 열전달 현상에 관하여 논하고자 한다. 연소실 열전달의 정량적 해석을 위해서는 흡기계통과 피스톤 운동에 의한 3차원 압축성 난류 유동장과 점화, 착화 및 연소 진행과정, 이들의 복합적 상호 작용에 대한 이해가 선행되어야 한다. 여기서는 현재까지 제시된 연소실 열전달의 정량적 모델과 문제점,앞으로의 연구 진행방향에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.8
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• pp.112-119
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• 2002

Three dimensional numerical heat transfer analysis was carried out against periodically arranged fuel injectors of the liquid rocket engine. A finite volume method based on SIMPLE algorithm was adapted which gave a good agreement with the published results of the heat transfer problem of a backward facing step. The Nusselt number and pressure drop increased as the distance between the injector elements decreased. When the Reynolds number increased, the Nusselt number increased but nondimensionalized pressure drop decreased slightly.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.2 no.2
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• pp.142-150
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• 2003

Turbulent flows and related heat transfer in a square heated duct is investigated by a turbulence model and a large eddy simulation. The cooling channel of calorimeter is modeled to the square duct. The nonlinear k-ε-fμ model of Park et al. [3] is slightly modified and their explicit heat flux model is employed. The Reynolds number is varied in the range 4000≤Reｂ≤20000. The heat transfer is closely linked to the secondary flows which driven by the turbulent motion. Its magnitude is 1~3% of the mean streamwise velocity. The relation of Nu~Re0.8Pr0.34 is validated by comparing with the predicted Nu of k-ε-fμ model. Finally, the coherent structures and thermal fluctuations are scrutinized.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.3
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• pp.58-65
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• 2004

Thermal and structural finite element analyses were performed for the turbopump turbine bladed disk model with shroud of a liquid rocket engine. The only 1/80 part model was analyzed which consists of 3D eight node isoparametric solid elements. The applied loading history consists of a startup condition with a thermal spike and a steady state. Heat transfer coefficient on the blade was predicted using the commercial Navier-Stokes solver, Fluent. Transient thermal responses during startup and steady states were calculated using a 3D finite element code developed. Maximum stress and shroud tip displacement under the influence of centrifugal and thermal loading were also determined.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.1021-1029
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• 1991

본 연구에서는 2차원 정사각형 밀폐공간내에서 흡수 및 방사하는 회기체에 대 한 자연대류-복사 열전달을 P-1 및 P-3 근사법을 이용하고 수치해석을 통하여 유동 및 열전달 특성을 연구하였고 Plank 수, 광학두께 및 벽방사율의 영향을 조사하였다. 또한 P-3 근사해와 비교함으로써 P-1 근사해의 적용범위를 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.10-11
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• 1997

고체 추진제를 사용하는 추진 시스템을 개발하는데 가장 커다란 문제로 인식되고 있는 것은 추진제의 연소 특성을 이해하는 일이다. 그 중에서도 연소실의 압력 진동과 추진제 벽면으로 흡수되는 복사 열전달에 의한 연소율(burning rate)의 변화로 인하여 발생하는 연소 불안정에 대한 이해는 아직도 완전히 규명되지 않고 있다. 고체 추진제의 연소 불안정에 대한 이론적 해석은 준-정상 1차원 해석(Quasi-Steady Homogeneous One-Dimension) 방법에 의하여 단순화된 지배방정식을 해석하는 것이 일반적으로 잘 알려져 있는 방법이다. 이 가정은 고체 추진제가 연수되는 영역을 두께가 매우 얇은 영역의 표면반응영역(surface reaction layer)과 화학반응이 없는 응축상태영역(condensed phase zone) 그리고 기체상태의 연료와 화염이 존재하는 기체상태영역(gas phase zone) 등의 3영역으로 구분하며, 기체상태영역에서 발생하는 교란에 대한 응축상태영역의 반응시간 크기(response time scale)가 매우 크기 때문에 응축상태영역의 반응은 준 정상적으로 일어난다고 가정하는 것이다.그러나, 연소실의 온도가 $3000^{\circ}K$ 정도의 높은 온도이어서 복사 열전달에 의한 고체 추진제의 가열이 중요한 열전달 방법으로 작용하게 되므로 이를 무시한 이론적 해석은 물리적인 중요성이 약하여질 수밖에 없다. 본 연구에서는 기체영역으로부터 전달되는 복사 열전달은 투명(transparent)한 표면반응영역을 통과하여 응축상태영역에서 모두 흡수되며 추진제 표면에서의 복사열방출(emission)을 고려하였다. 또한 연소불안정 현상을 해석하기 위하여 표면반응영역에서의 경계조건은 선형교란량으로 대치하는 Zn(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 사용하였다. 이 방법은 기체상태영역에 대한 구체적인 해석없이도 연소불안정 현상을 해석할 수 있는 장점이 잇다. 즉 응축상태영역에서의 연소율과 표면온도는 각각 기체영역으로부터 전달되는 온도구배와 연소압력, 그리고 복사 열전달의 함수관계이므로 선형교란에 의한 추진제표면에서의 교란경계조건을 얻을 수 잇으며, 응축영역의 교란지배방정식과 함께 사용하여 압력교란과 복사 열전달의 교란에 대한 연소율의 교란 증감 여부를 판단하여 연소 불안정 현상을 해석할 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.818_819
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• 2009

본 논문에서는 온도상승의 열원이 되는 권선과 철심의 전력손실을 유한요소법을 이용한 전자계해석과 스타인메츠실험식으로 산정하였다. 온도에 대한 자연대류 열전달계수를 산정하여 경계면에서의 경계조건으로 적용하였다. 열전달 해석을 위해 전력용변압기를 3차원 형상으로 모델링한 후 유한요소법을 이용해 권선과 철심에서의 온도분포를 해석하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.1-6
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• 2002

A numerical heat transfer analysis and the structural analysis were performed for the design of sub-scale combustion chamber's coolant passage. The heat flux through the combustion chamber wall was estimated by 2-D heat transfer analysis of compressible hot gas and the result was applied as a thermal boundary condition of 3-D analysis. The heat flux estimated by the present method agreed well with the experimental correlation and proved to be insensitive to cooling condition. So the same thermal boundary condition was applied for various operating conditions. The maximum temperature of combustion chamber wall was predicted by 3-D analysis for single coolant passage and the result will be used for the development of a regeneratively cooled combustion chamber. Also estimated were the stress distribution and structural safety of coolant passage through the static structural analysis.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.10 no.2
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• pp.53-61
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• 2006

Axisymmetric numerical thermal analysis for a 3-dimensional regenerative cooling system in a rocket engine is carried out. To predict the accurate heat transfer with the stiff temperature distribution, several tests have been conducted for the grid size, the properties variation of the coolant and the combustion gas depending on temperature. The axisymmetric heat flux model is defined using fin efficiencies and is designed to be equivalent to the heat flux of the 3-dimensional coolant channel. For comparison purpose, the 1-dimensional analysis using Bartz equation is also conducted. The performance of the present model in predicting the cooling characteristics of a 3-dimensional regenerative cooling system is compared with the 3-dimensional results of RTE(Rocket Thermal Evaluation). It is found that the present method predicts much closer results to those of RTE code than 1-dimensional analysis.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.31 no.1
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• pp.107-119
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• 1995

Turbulent flow characteristics and heat transfer in a three-dimensional room with a desk-type heat generating obstacle have been investigated numerically by the k-$\varepsilon$ two equation turbulence model. The room mole has one supply opening on the ceiling and two exhaust openings on the side walls. Th results of the flow structure and heat transfer have been represented for air for the inlet velocities in the range 0.1-10.0m/s. As the results of the three dimensional simulations, the relationships between mean Nusselt number and Reynolds number are clarified.