• Title/Summary/Keyword: Natural Convection Heat Transfer

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직사각형 전도성 장애물을 갖는 밀폐공간내에서의 자연대류 (Natural Convection Heat Transfer with a Rectangular Obstruction in a square Enclosure)

  • 추홍록;김병하;김현우;장충선
    • 태양에너지
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    • 제18권2호
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    • pp.123-135
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    • 1998
  • 자연대류에서 정사각형 밀폐공간의 중앙에 고립된 전도성 장애물이 들어 있을 때 열전도도의 효과를 수치해석적으로 연구하였다. Pr=0.17, $Ra=1.0{\times}10^4,\;1.0{\times}10^5,\;1.0{\times}10^6$, 유체와 전도체의 열전도율비인 $K^*$=1.0, 6.6, 34.0 그리고 전도성 장애물의 비 ${\zeta}$=0.5,1.0,2.0에서 수치연구를 수행하였다. 그 결과들은 유선, 등온선 그리고 Nusselt수로 나타내었다. Ra and $K^*$ 값이 일정한 상태에서 평균 Nusselt수가 증가함에 따라 ${\zeta}$ 가 증가하였다. ${\zeta}=1.0$(장애물의 형상비)일 경우 Rayleigh수에 관계없이 $K^*$(장애물의 열전도율비)가 증가할수록 평균 Nusselt수는 감소한다. 장애물의 크기와 열전도율비가 동일할 때 대류열전달 효과는 ${\zeta}=0.5$인 경우보다 ${\zeta}=2.0$일 때 더 향상되었다.

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수동적으로 냉각되는 하이브리드 휜들의 열성능에 대한 수치적 연구 (Numerical study on the thermal performance of passively cooled hybrid fins)

  • 전문수;김경준
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권8호
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    • pp.816-821
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    • 2013
  • 본 논문은 자연대류 상에서 수동적으로 냉각되는 다양한 하이브리드 휜들과 핀 휜의 열성능에 대한 수치연구결과를 보고한다. 연구된 하이브리드 휜들은 basic hybrid fin (BHF), hollow hybrid fin (HHF), solid hybrid fin (SHF) 이다. 다양한 방열율에 대한 HF들과 PF의 열성능을 조사하기 위해 CFD 휜 모델이 개발되었다. 휜들의 열성능은 각각의 휜에 대해 휜 베이스 면적에 대한 열전달계수, $h_a$와 질량에 대한 열전달계수, $h_m$ 을 정량화하여 분석되었다. 연구결과는 SHF의 $h_a$가 PF 보다 23% 더 큼을 보여주고, HHF의 $h_m$은 PF 보다 무려 140% 더 크며, HHF의 질량기반 성능, 즉 $h_m$은 BHF 보다 40% 더 우수함이 밝혀졌다.

Prandtl 수 변화가 내부 원형 실린더가 존재하는 기울어진 정사각형 밀폐계 내부의 자연대류 현상에 미치는 영향 (Effect of Prandtl Number on Natural Convection in Tilted Square Enclosure with Inner Circular Cylinder)

  • 문기수;최창영;하만영;윤현식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권11호
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    • pp.935-942
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    • 2014
  • 본 연구에서는 내부에 고온의 원형 실린더가 위치한 저온의 기울어진 사각 밀폐계에서 Prandtl 수 변화에 따른 밀폐계 내부 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. Rayleigh 수가 $10^3$, $10^4$, $10^5$ 그리고 밀폐계의 각도가 $0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$ 인 경우에 대해서 Prandtl 수를 0.1, 0.7, 7 로 변화시키며 Prandtl 수의 영향을 분석하였다. Prandtl 수의 변화에 따른 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수, 밀폐계 내부의 등온선 및 유선을 바탕으로 분석되었다. Prandtl 수가 0.7, 7 인 경우에는 각도 및 Rayleigh 수에 관계없이 열유동은 정상상태의 특성을 보였지만 Prandtl 수가 0.1 인 경우에는 Rayleigh 수가 $10^5$ 이고 밀폐계의 각도가 $0^{\circ}$$45^{\circ}$ 일 때 시간에 따라 열유동장이 변하였다. 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수는 Rayleigh 수가 $10^5$ 인 경우, 각도에 관계없이 Prandtl 수가 클수록 증가하였다. 특히 Rayleigh 수가 $10^5$ 이고 Prandtl 수가 0.1 일 때 밀폐계의 각도가 $45^{\circ}$ 인 경우 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수가 크게 증가하였다.

밑면에서 부분가열을 받는 경사4각형 밀폐공간내의 자연대류 열전달 및 유동특성 (Natural Convective Heat Transfer and Flow Characteristics in Inclined Rectangular Enclosures with Localized Heating from Below)

  • 김상호;정인기;김중엽
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제13권3호
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    • pp.148-156
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    • 1984
  • The effect of inclination on the steady, two-dimensional, laminar natural convection in rectangular enclosures with localized heating from below has been investigated numerically. The enclosure was uniformly heated with a partial heat source at the center of the bottom wall and cooled from the upper wall while the other walls were insulated. The governing equations were solved numerically by using the ADI finite difference method with the SOR method. The computations were carrid out with air, Pr =0.733, in the Grashof number range, $1\times10^4\~3\times10^4$, for the inclination of the enclosures was varied from $0^{\circ}\;to\;90^{\circ}$. The effects of Grashof number and aspect ratio on the inclination for the transition of the flow pattern in enclosures were determined. From the results, it was found that the transition angles of the flow in the enclosures were greater in localized heating than in uniform heating from below, and that the inclination was to strongly effect on the heat transfer and the flow pattern within the enclosure.

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내부 원형 실린더의 위치 변화에 따른 기울어진 사각 밀폐계 내부의 자연대류 현상 (Natural Convection in Tilted Square Enclosure with Inner Circular Cylinder at Different Vertical Locations)

  • 정승재;윤현식;최창영;하만영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권12호
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    • pp.1113-1120
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    • 2013
  • 본 연구에서는 $45^{\circ}$기울어진 저온의 사각형 밀폐계 내부에 존재하는 고온의 원형 실린더의 위치 변화에 따른 밀폐계 내부 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. Rayleigh 수는 $10^3$부터 $10^5$까지 변화하였으며 내부 실린더의 위치는 $-0.4{\leq}{\delta}{\leq}0.4$ 범위에서 0.1 간격으로 변화시켰다. 원형 실린더의 위치 변화에 따른 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 실린더 표면과 밀폐계 표면의 Nu 수, 밀폐계 내부의 등온선 및 유선을 바탕으로 분석하였다. 본 연구에서 고려한 Rayleigh 수의 범위와 원형 실린더의 위치 범위에서는 밀폐계 내부의 열유동은 정상상태의 특성을 보였다. 그리고 내부 원형 실린더가 벽면에 가까워 질수록 실린더벽면과 밀폐계 벽면의 평균 Nu 수가 증가하였다.

자성유체의 밀폐공간내의 열전달 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Analysis on the Heat Transfer Characteristics of Magnetic Fluids in a Cubic Cavity)

  • 박정우;서이수;전철호;박길문
    • 한국자기학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.127-132
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    • 2003
  • 자성유체의 자연대류는 부력 이외에 자기체적력이 존재하기 때문에 뉴턴유체와 다르다. 본 연구에서는 좌측 및 우측 벽면이 고온 및 저온으로 설정된 정방형 케비티 공간내에서 자성유체의 자연대류를 실험하였다 실험은 열전대에 의한 온도측정과 감온액정에 의한 가시화를 실시하였다. 그 결과 케비티 공간내 자성유체의 전열특성 및 외부에서 가하는 자장의 방향과 세기에 따라 자연대류가 제어됨을 알 수 있었다.

고주파 모터 내장형 주축의 냉각특성 해석 (Analysis on the Cooling Characteristics of the Swindle with High Frequency Motor)

  • 김수태;창원대;최대봉
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.278-283
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    • 2002
  • Cooling characteristics for the three type spindles with high frequency motor are studied. For the analysis, three dimensional models are built considering heat transfer characteristics such as natural and forced convection coefficients. Unsteady-state temperature distributions and thermal deformations according to the cooling conditions are analyzed by using the finite element method.

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모터내장형 주축계의 구조에 따른 열특성 해석에 관한 연구 (A Study on the Thermal Characteristics of the Spindle System with Built-in Motor according to Spindle type)

  • 서창범;김수태;최대봉
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2001년도 추계학술대회(한국공작기계학회)
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    • pp.105-110
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    • 2001
  • Unsteady-state temperature distributions for spindle system with built-in motor according to spindle type are studied. For the analysis, three dimensional model is built considering heat transfer characteristics such as natural and forced convection coefficients. Temperature distributions are analyzed by using the finite element method. Results of analysis are compared.

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저온인 순수물 속의 등온 수직얼음 원기둥에 의해 야기되는 자연대류의 실험적 연구 (Experimental Study of Natural Convection Adjacent to an Isothermal Vertical Ice Cylinder in Cold Pure Water)

  • 유갑종;예용택;박상희
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1737-1746
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    • 1991
  • 본 연구에서는 저온의 순수물 속의 등온 수직원기둥에 의해 야기되는 열전달 특성을 구명함에 있어서 짧은 원기둥 범주에 속하는 종횡비 0.5인 얼음 원기둥을 이용 하여 실험적으로 열전달 특성을 구명하였다. 그리고 전 유동장을 가시화 하였으며, 얼음의 융해율로써 누셀트(Nusselt)수를 측정하여 기존의 결과들과 비교검토하였다.

고주파 모터 내장형 주축의 냉각에 따른 열특성 해석 (Analysis oil the Thermal Characteristics of the Spindle with High Frequency Motor according to the Cooling Methods)

  • 김수태;최대봉;조환석
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.969-974
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    • 2002
  • Thermal characteristics according to the cooling methods are studied for the three type spindles with high frequency motor. For the analysis, three dimensional mode]s are built considering heat transfer characteristics such as natural and force convection coefficients. Unsteady-state temperature distributions and thermal deformations according to the cooling conditions are analyzed by using the finite element method.

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