• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.408-409
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• 2008

This paper presents a new development for topology optimization of heat-dissipating structure with forced convection. To cool down electric devices or machines, two types of convection models have been widely used: Natural convection model with a large Archimedes number and Forced convection with a small Archimedes number. Nowadays, many engineering application areas such as electrochemical conversion device or fuel cell devices adopt the forced convection to transfer generated heat. Therefore, to our knowledge, it becomes an important issue to design flow channels inside which generated heat transfer. Thus, this paper studies optimal topological designs considering fluid-heat interaction. To consider the effect of the advection in the heat transfer problem, the incompressible Navier-stokes equation is solved. This paper numerically studies the coupling phenomena and presents optimal channel design considering forced convection.

• Corrosion Science and Technology
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• 제19권1호
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• pp.23-30
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• 2020

Heat sinks are most widely used in thermal management systems; however, the heat dissipation efficiency is usually limited. Therefore, in order to increase heat dissipation efficiency of the heat sink, the heat-dissipating paint using 2D materials (hexagonal boron nitride (h-BN) and graphene) as thermally conductive additive was designed and evaluated in the present study. The heat dissipation performance of the paint was calculated from temperature difference between the paint-coated and -uncoated specimens mounted on the heat source. The highest heat dissipation performance was obtained when the ratio of h-BN to resin was 1/10 in the paint. In addition, further reduction in the temperature of the test specimen by 6.5 ℃ was achieved. The highest heat dissipation performance of the paint prepared using graphene was achieved at a 1/50 ratio of graphene to the resin, and a 6.5 ℃ reduction was attained. In addition, graphene exhibited enhanced corrosion resistance property of heat-dissipating paint by inhibiting the growth of the paint blisters.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권12호
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• pp.82-90
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• 2019

This analysis demonstrates the effective removal of heat generated from a solar panel's output degradation factor solar cells (the solar panel's output deterioration factor), and solves the problems of oxidation and corrosion in existing metal heat sinks. The heat-dissipating test specimen was prepared using carbon materials; then, its thermal conductivity and its effectiveness in reducing temperatures were studied using heat transfer numerical analysis. As a result, the test specimen of the 30g/㎡ basis weight containing 80% of carbon fiber impregnated with carbon ink showed the highest thermal conductivity 6.96 W/(m K). This is because the surface that directly contacted the solar panel had almost no pores, and the conduction of heat to the panels appeared to be active. In addition, a large surface area was exposed to the atmosphere, which is considered advantageous in heat dissipation. Finally, numerical analysis confirmed the temperature reduction effectiveness of 2.18℃ in a solar panel and 1.08℃ in a solar cell, depending on the application of heat dissipating materials.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.431-438
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• 2022

전자 기기의 발달에 따라 발생하는 발열 문제를 해결하기 위해 높은 열전도도를 갖는 방열소재의 개발이 필요하다. 고분자 복합소재는 고분자의 장점과 열전도성 필러의 장점을 동시에 지녀 경량 방열소재로 각광받고 있다. 하지만, 산업적으로 요구되는 열전도도를 달성하기 위해서는 볼륨비로 60 이상의 고함량의 필러 충진이 요구되므로 최근에는 필러의 구조 제어를 통해 비교적 저함량의 필러 충진으로도 열 전달 경로를 최적화할 수 있는 연구들이 진행되고 있다. 본 리뷰에서는 고분자 복합소재 내 열전도성 이방성 필러의 구조를 제어해 비교적 적은 필러 함량으로 고열전도성 방열소재를 제작하는 다양한 전략을 소개하고자 한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권3호
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• pp.81-91
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• 2015

LED has received intensive research attention due to its long life, high efficacy, fast response and wide colour availability, and has secured extensive application areas. However, LED chips within the modules convert only fraction of electric energy into light, and majority of supplied energy needs to be dissipated as heat, which challenges in the performance and life of the LED modules. IEC 62717 specifies the performance requirements for LED modules together with the test methods and conditions. The present study examined the influence of different design parameters on performance temperature through series of experiments and numerical simulations. The economic means to change the module performance temperature during the measurement of mandatory markings were suggested based on predicted cooling performances.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.175-181
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• 2022

무선통신기술의 발전과 함께 통신기기의 활용영역은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 통신기기 성능의 저하를 막기 위한 전자파 노이즈 간섭문제 해결 및 방열문제 해결 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 전자파 차폐와 우수한 방열특성을 동시에 가질 수 있는 복합소재 필름을 제안하였다. 이 필름은 고분자 수지에 자성 및 방열 필러 물질이 분산된 복합소재 레이어와 전도성 그리드로 구성되어 있다. 복합소재 레이어의 조성 및 특성에 대한 제어 및 전도성 그리드 형상에 대한 설계를 통해 높은 전자파 차폐능(>40 dB), 낮은 전자파 반사능(<3 dB), 우수한 열전도도(>10 W/m·K)를 5G 통신 대역인 26.5 GHz에서 500 ㎛ 이하의 극박 필름으로 달성하는 데 성공하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.530-536
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• 2021

본 논문에서는 전자기기 등에서 전자파 차폐 및 방열소재로 많이 채택되는 동 메쉬 시트와 천연그라파이트 시트를 감압 접착제없이 합지시켜 개발된 차폐 및 방열의 기능을 동시에 가지는 하이브리드시트의 성능 측정결과를 제시하였다. 객관적인 방열 성능을 확인하기 위해 2개의 다른 제품들과 수직 및 수평 열전도도를 각각 측정하여 결과를 비교하였으며, 전자파 차폐 성능은 CISPR 11규격에 따른 복사방출시험을 3m 전자파 무향실에서 진행하여 확인하였다. 수직 열전도도의 경우 제안된 하이브리드 시트가 방열코팅이 된 알루미늄 시트 대비 약 8.63배, 감압 접착제로 인조 그라파이트를 합지시킨 구리 시트에 비해 18.7배 높은 수준이였으며, 수평 열전도도는 인조 그라파이트를 합지시킨 구리 시트에 비해 약 0.64배, 방열 코팅된 알루미늄 시트에 대해서는 약 1.76배로 나타났다. 동일한 열원에서 각 시트들을 적용 후 측정한 결과에서는 제안된 하이브리드 시트가 열방출 기능이 가장 우수하였고 복사방출시험에서는 방사노이즈들이 상당 부분 제거되는 결과를 얻었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권1호
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• pp.51-57
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• 2009

이 연구 논문에서는 위상최적화 방법을 사용하여 강제대류를 이용한 열소산하는 구조물을 설계하는 방법을 개발한다. 전기 부품이나 기계구조물에서 발생하는 열을 낮추기 위해서 자연 대류와 강제 대류가 넓게 사용되고 있다. 또한 현재에는 화학전지(Fuel cell)나 로켓의 추진기관 등에서 발생한 열을 낮추기 위해서 강제 대류를 사용하고 있다. 현재에 이런 시스템을 효과적으로 열을 소산시키기 위해서 유동의 채널을 설계하는 것이 아주 중요한 이슈로 다루어지고 있다. 따라서 이 논문에서는 위상최적화 기법을 사용하여 최적의 채널을 설계하는 연구를 수행한다. 대류 현상을 고려하기 위해서 비압축성 N-S 방정식의 해석을 수행하였다. 이 논문에서는 열과 유체가 연계되어 있는 시스템을 수치적으로 연구하고 강제대류를 고려하는 최적의 채널 설계 결과를 제시한다.

• 설비공학논문집
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• 제16권7호
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• pp.623-629
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• 2004

Rapid development of electronic technology requires small size, high density packaging and high power of electronic devices, which result in more heat generation by the electronic system. Present cooling technology may not be adequate for the thermal management in the current state-of-the-art electronic equipment. Forced convective heat transfer in a channel filled with pin-fin array is studied experimentally in this paper as an alternative cool-ing scheme for a high heat-dissipating equipment. Various configurations of the pin-fin array are selected in order to find out the effect of spacing and diameter of the pin-fin on the heat transfer and pressure drop characteristics. In the low porosity region, interfacial heat transfer and pressure drop seem to show different trend compared to the conventional heat transfer process.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2124-2129
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• 2007

A VCHP was fabricated and tested for its thermal performance. The container was made of copper, and the working fluid was water. STS-316 screen of mesh number 100 was inserted as a capillary structure. As a baseline performance, a normal heat pipe of the same dimensions was tested in advance to compare with VCHP, where an inert gas container was attached. The outer diameter of the heat pipe was 12.8 mm and the total length was 600 mm. The evaporator and the condenser lengths were both 200 mm. The thermal load ranged from 20 to 300W. Typical result revealed that the operating temperature of the VCHP stayed almost constant, while that of the normal heat pipe varied as much as 40$^{\circ}C$. Therefore, it was demonstrated that the VCHP is very effective for temperature control of heat-dissipating devices.