• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.85-91
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• 2005

로켓노즐로부터 방사되는 플룸에 의한 로켓 저부면의 복사 가열을 수치해석적으로 조사하였다. 로켓노즐 주위의 유동 및 온도장의 계산이 선행되었으며, 그에 따라 실제적인 플룸의 형태와 플룸내부의 온도분포를 얻었다. 계산된 온도장을 토대로, 복사 열전달 방정식을 구분종좌법을 이용하여 풀이하였다. 견본 로켓 플룸에 대해 계산한 결과, 저부면에 도달하는 평균복사열은 비행고도 10.9 km에서 약 5kw/m$^{2}$ 이었다. 이 수치는, 플룸의 공간적인 온도분포를 고려하지 않고 일정온도 (1500 K) 가정하에 계산된 복사량에 비하여 작은 값이지만, 그 절대적인 크기를 무시할 수 있을 정도로 작은 값은 아니다. 고고도(29.8 km)에서는 플룸의 팽창 때문에 저부면과 배기 플룸 사이의 보기계수가 증가하게 된다. 그러나, 대류 열전달에 의해 저부면이 1000 K이상으로 가열되기 때문에 복사가열 현상은 사라지게됨을 알았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권10호
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• pp.1368-1379
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• 2000

A numerical study on swirling pulverized coal combustion in an axisymmetric enclosure is carried out by applying the 2-phase weighted sum of gray gases model (WSGGM) approach with the discrete ordinate method (DOM) to model the radiative heat transfer equation. In the radiative transfer equation, the same polynomial equation and coefficients for weighting factors as those for gas are adopted for the coal/char particles as a function of partial pressure and particle temperature. The Eulerian balance equations for mass, momentum, energy, and species mass fractions are adopted with the standard and RNG k-${\varepsilon}$ turbulence model, whereas the Lagrangian approach is used for the particulate phase. The eddy-dissipation model is employed for the reaction rate for gaseous mixture, and the single-step and two-step first-order reaction model for the devolatilization process for coal. Special attention is given to establish the thermal boundary conditions on radiative transfer equation By comparing the numerical results with experimental ones, the radiation model used here is confirmed and found to provide an alternative for simulating the radiative transfer.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권10호
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• pp.1363-1370
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• 1997

Single liquid droplet combustion processes including heating, evaporation, droplet burning and flame radiation were theoretically investigated by adopting nongray gas radiation model for the radiative transfer equation (RTE). n-Heptane was chosen as a fuel and the numerical results were compared with the experimental data available in the literature. The discrete ordinate method (DOM) was employed to solve the radiative transfer equation and the weighted sum of gray gases model (WSGGM) was applied to account for nongray effect by CO$_{2}$, and H$_{2}$0. Therefore, detailed effects by nongray gas and its comparison with the gray gas model could be figured out in the results. It is found that the radiative heat flux is higher when the nongray model is used, thereby reducing the maximum gas temperature and the flame thickness, but the total burning time increases due to the deceased conductive heat flux in nongray model. Consequently, a better agreement with experimental data could be obtained by using nongray model.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권2호
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• pp.235-251
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• 1997

A numerical simulation on the combined natural convection and radiation is carried out in a partially open rectangular enclosure with a heater by using the finite volume and the S-8 discrete ordinate methods. The fluid inside the enclosure is considered as an absorbing, emitting and anisotropic scattering media. The heater causes a natural circulation of the fluid (10$^{5}$ $^{9}$ ) which results in significant in-flow of the ambient cold fluid through the partially open wall. Comparing the results of pure convection with those of the combined convection- radiation, the combined heat transfer results with small Planck numbers (P$_{l}$ <1.0) show much stronger circulation than those of the pure convection, and the fluid circulation is more evident for larger Rayleigh numbers. When one of three radiative properties - the medium absorption coefficient, the wall reflectivity, and the scattering albedo - increases, the fluid circulation and the heat transfer in the enclosure are reduced. The location of the heater and the open ratio of the right wall are also shown to affect the fluid circulation and heat transfer significantly. However, the anisotropy of the scattering phase function is shown to be unimportant for the fluid circulation and heat transfer within the enclosure considered in this study.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.231-234
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• 2010

고온의 연소가스에 노출되는 디퓨저 냉각에 필요한 열량을 계산하였다. 디퓨저 내부는 공기와 혼합된 연소가스가 흐르고 디퓨저 벽체는 채널로 구성된 공간에 물이 흐르도록 되어 있다. 디퓨저 구조물과 유체 간에 또는 유체 자체적인 열전달과 구조물 내부의 열전달 현상은 복합적인 형태로 나타나는데 고온에서 작동하는 점을 고려하여 복사, 대류, 전도 모두를 적용 하였다. 열전달량 계산은 경험식에 근거한 1차원 해석과 CFD 해석의 2가지 방법으로 수행하였다. 1차원 해석은 경험식을 통해 얻어진 결과를 적용하여 열전달량을 산출하였고, CFD 해석은 DO 복사 열전달 모델을 적용하여 계산하였으며, 계산의 타당성을 검정하기 위하여 두 방법을 비교하였다. 총 열전달량의 차이는 1% 미만으로 거의 같았으나, 1차원 계산은 열전달 모델의 단순화로 디퓨저 입구에서의 순환영역을 구현하지 못하여 전체적인 열전달량 분포에서는 차이를 보였다. 디퓨저의 안정성을 확보하기 위한 냉각수 용량은 2가지 계산 결과를 조합하여 각 구간별로 최대 열전달량을 근거로 도출하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제21권1호
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• pp.17-25
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• 1996

본 연구에서는 사용 후 핵연료의 안전수송을 위한 수송용기의 설계/해석 항목 중 용기 내부에 장전한 핵연료에서 방출되는 중성자의 방사선량률을 효과적으로 평가하는 방법을 구축하기 위하여 수송용기의 방사선차폐해석을 기존의 해석 수행방법인 결정론적인 방법으로 수행하고 확률론적인 방법으로 그 결과를 검증하였다. 결정론적 방법을 이용한 해석코드로 Discrete Ordinate 방법의 DOT4.2 코드를 사용하였으며, 이에 대한 비교와 검증을 위한 확률론적 방법의 차폐해석 코드로는 Monte Carlo 해법의 해석코드인 MCNP4A을 이용하였다. 동일한 대상물에 대한 방사선량율에 대한 평가를 두 방법으로 수행한 결과 두 방법으로부터의 해석결과는 큰 차이를 보이지 않았다. 이 결과비교를 통하여 사용후 핵연료 수송용기에 대한 방사선량율 평가가 올바르게 수행된 것을 확인할 수 있었고 또한 설계 및 해석에 관한 품질보중사항이 규정된 10CFR71 appendixH의 설계해석 및 전산코드 검증에 따한 요구조건을 만족시킬 수 있었다.