• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.615-624
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• 2014

핀-튜브 열교환기는 산업용 보일러, 라디에이터, 냉동기 등에 많이 사용되고 있어 열교환기의 성능향상을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Plain형 핀-튜브 열교환기에 대해 가로피치, 와류발생기위치, 튜브표면의 돌기형상 및 돌기개수 등의 변화에 따른 열전달 및 압력강하 특성을 이론적으로 해석하였다. CFD 해석시 경계조건으로는 SST 난류모델을 적용하였으며, 튜브표면의 온도는 333 K이고, 입구측 공기의 온도와 속도는 423~438 K, 1.5~2.1 m/s로 가정하였다. 해석결과로는 열전달계수는 가로피치에 대한 영향은 큰 차이가 없으며, 열전달특성은 와류발생기 설치가 튜브 전방부에 위치할수록 양호한 것으로 나타났다. 또한 튜브표면의 돌기형상은 열전달 및 압력강하 특성에서 원형이 톱니형과 삼각형보다 적절하였으며, 16개 원형 돌기형상이 가장 양호하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.179-182
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• 2011

The purpose of this study is to evaluate a defrost model for the possibility of defrosting on wheelhouse window and the heat capacity if defrosting nozzle by using the commercial CFD solver FLUENT. A detailed simulation model has been created which contains the defrosting nozzle, window and the interior/exterior forced convection boundary. In this numerical study, the heat and mass transfer coupled during defrosting and investigated the defrost time for different hot gas temperature, external wind speed and temperature condition.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.683-688
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• 2007

Surface heat treatment of SM45C round bar by diode laser was simulated to find it's condition by using commercial finite element code MARC. Due to axisymmetric geometry, a quarter of model for SM45C round bar was considered and user subroutines were applied to boundary condition for the heat transfer. Material properties such as conductivity, specific heat and mass density were given as a function of temperature. Rotation speed of round bar and feed rate of beam were considered to design heat source model. Shape parameter values of heat source were determined by beam profile. As results, Three dimensional heat source model for diode laser beam conditions of surface hardening has been designed by the comparison between the finite element analysis results and experimental data on SM45C round bar. Diode laser surface hardening for SM45C round bar was successfully simulated and it should be useful to determine optimal heat treatment condition.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.604-609
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• 2008

본 연구에서는 세계보건기구의 기준을 만족시키기 위한 포장재 개발을 목적으로 백신 수송용 장방형 포장재 내부열 전달에 대한 모델링 및 시뮬레이션을 수행하고 이를 실험결과와 비교하였다. 장방형의 박스를 구형 박스로 전환하여 구상한 1차원 모델은 냉각공정의 경우에는 실험 결과와 비교적 잘 일치하는 결과를 보였으나, 가열공정에서는 실험결과와 상당한 차이를 보여주었다. 이는 가열공정을 계산할 때, 포장재 외부에서의 경계조건을 적절히 고려해주지 못한 결과로 사료된다. 그러나, 본 연구를 통하여 상전이 물질을 함유한 다층 벽을 통한 열 전달의 문제를 전산 모사할 수 있는 기본적인 알고리즘을 성공적으로 개발할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권3호
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• pp.87-93
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• 2013

A computational study has been performed to examine the effects of catalytic walls on the stagnation region heat transfer. The boundary conditions for none, finite, and fully catalytic walls have been incorporated into a multi-block compressible Navier-Stokes solver. In the present study, both chemical and thermal non-equilibrium effects were included. The flows over a blunt body model were simulated by varying surface catalytic recombination rates. A full range of catalycities was explored in the context of a constant wall temperature assumption. Detailed information on species concentrations, temperature, and surface heat flux are presented. Comparison with available flight data of surface heat flux is also made.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권1호
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• pp.104-115
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• 1999

판재의 비드 용접과정에서 열응력과 각변형의 발생기구 및 크기를 판재 단면에 대한 2차원 유한 요소해석을 통해 규명하고자 할 때 판재의 3차원 특성을 판재 길이의 크기효과로 간주하여, 구속경계조 건으로 설정함으로써 2차원 해석으로도 더욱 실제에 근접한 현상해석이 가능함을 제안하고자 하였다. 먼저 용접 입열에 의한 판재 내부의 천이 온도분포를 해석하였고, 이를 열응력 해석에 활용하였다. 2차 원 열응력 해석에 있어, 용접도중에 단면 전체가 길이 방향으로 동일한 크기의 변위를 한다고 가정하여 일정 변위를 길이 방향 경계조건으로 설정하고, 판재의 길이에 따라 각변형의 발생이 구속된다고 가정 하여, 판재의 길이에 의한 구속효과를 상당 구속력으로 간주하여 이를 단면 부재의 회전방향에 대한 경 계조건으로 설정함으로써 판재의 3차원 특성을 고려하고자 하였다. 제안된 방법에 의한 응력 분포 형태, 각변형 크기 등의 해석 결과가 기존의 2차원 해석 결과에 비해 실제에 더 근접함을 보여 주었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.207-213
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• 1990

본 연구에서는 종횡비(aspect ratio` A=H/L)가 1 이하인 직각밀폐용기내 수평 경계면이 자연대류열전달에 미치는 영향을 조사하기 위해 단열조건인 경우와 등온조건 인 경우 { $T_{H}$.simeq. $T_{T}$＞ $T_{C}$.simeq. $T_{B}$, 따라서 온도차의 비, .DELTA. $T_{V/}$ .DELTA. $T_{H}$=( $T_{T}$- $T_{B}$)/( $T_{H}$- $T_{C}$).simeq.1} Mach-Zehnder간섭계 및 수치해석 을 통해 온도장 및 각 면에서의 열전달특성의 차이를 자세히 구명하였다. 특히 등온 수평면조건인 경우 상부수평면온도가 하부수평면온도보다 높을 때 ( $T_{T}$＞ $T_{B}$) 직각용기내는 수직방향으로 안정된 온도구배가 형성되어, 양단온도차(.DELTA. $T_{H}$= $T_{H}$- $T_{C}$)에 의해 기본적으로 존재하는 자연대류흐름을 억제하게 된다. 이때 자연대류흐름의 억제정도를 나타내는 주요 물리적 변수로서 온도차의 비, .DELTA. $T_{V/}$ .DELTA. $T_{H}$가 있다. 이러한 물리적 현상은, 기본적으로 존재하는 유체내 자연대류효 과를 억제함으로써 중력장하에서 양질의 결정을 얻고자 하는 결정성장(growth of cry- stal)등에 관계된다. 본 연구는 실험유체가 공기이고 .DELTA. $T_{V/}$.DELTA. $T_{H}$=1인 경우 를 택하여 일반적인 단열조건의 경우와 열전달특성의 차이를 비교한 것이다.전달특성의 차이를 비교한 것이다.다.전달특성의 차이를 비교한 것이다.

• 설비공학논문집
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• 제17권10호
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• pp.938-946
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• 2005

Shape optimization of internally finned circular tube has been peformed for periodically fully developed turbulent flow and heat transfer. The physical domain considered in this study is very complicated due to periodic boundary conditions both streamwise and circumferential directions. Therefore, Pareto frontier sets of a heat exchanger can be acquired by coupling the CFD and the multi-objective genetic algorithm, which is a global optimization technique. The optimal values of fin widths $(d_1,\;d_2)$ and fin height (H) are numerically obtained by minimizing the pressure loss and maximizing the heat transfer rate within ranges of $d_1=0.2\sim1.5\;mm,\;d_2=0.2\sun1.5\;mm,\;and\;H=0.2\sim1.5\;mm$. The optimal values of the design variables are acquired after the fifth generation and also compared to those of a local optimization algorithm for the same geometry and conditions.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.276-287
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• 1990

In this paper research result of transient thermal stress analysis of power plant turbine rotors for life prediction under severs operating conditions is presented. Galerkin's recurrence scheme is used for numerical solution of discretized FEM equation of transient heat conduction equation. Boundary conditions for the equation and operating conditions are intensively investigated for accurate life prediction of turbine rotors in operation. A computer program for on-site application is developed and tested. Distribution of thermal stress in turbine rotors during various operating condition is analyzed with the program and it is found that the peak thermal stress appears during cold stage conditions at the first stage of high pressure rotors.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권10호
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• pp.987-995
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• 2006

A reversed trapezoidal fin with the fluid in the inside wall is analyzed and optimized in this study. As a fin base boundary condition, the heat transfer from inside wall fluid to the fin base is considered. The values of fin base temperature with the variations of inside wall fluid convection characteristic number and fin base length are listed. The heat transfer, fin effectiveness, fin length and fin base height are optimized as a function of fin base length, convection characteristic number ratio, fin shape factor and fin volume.