• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제16권1호
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• pp.116-119
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• 2017

In this paper, natural convection around the ambient evaporator was numerically studied using commercial computational fluid dynamics software. From the simulations, temperature and velocity fields around the evaporator were found as a function of evaporator size and liquefied gas flow rate. The heat transfer coefficient at the external surface of the evaporator was also calculated from the simulation results. In order to give the heat transfer coefficient for various conditions, correlation between Rayleigh number and Nusselt number was proposed.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권10호
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• pp.1741-1752
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• 2006

A combined Streamline Upwind Petrov-Galerkin method (SUPG) and segregated finite element algorithm for solving conjugate heat transfer problems where heat conduction in a solid is coupled with heat convection in viscous fluid flow is presented. The Streamline Upwind Petrov-Galerkin method is used for the analysis of viscous thermal flow in the fluid region, while the analysis of heat conduction in solid region is performed by the Galerkin method. The method uses the three-node triangular element with equal-order interpolation functions for all the variables of the velocity components, the pressure and the temperature. The main advantage of the presented method is to consistently couple heat transfer along the fluid-solid interface. Four test cases, which are the conjugate Couette flow problem in parallel plate channel, the counter-flow in heat exchanger, the conjugate natural convection in a square cavity with a conducting wall, and the conjugate natural convection and conduction from heated cylinder in square cavity, are selected to evaluate efficiency of the presented method.

• 에너지공학
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• 제20권3호
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• pp.242-251
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• 2011

수직 원형관 내부의 자연대류 열전달 현상이 상 하단 마개 유무 그리고 마개의 가열 및 단열조건에 따라 어떻게 변화하는지 $Ra_{Lw}$ 수 $9.26{\times}10^9\sim7.74{\times}10^{12}$의 범위에 대해 실험적으로 연구하였다. 상사성의 원리를 이용하여 열전달 실험을 대신하여 황산-황산구리 수용액의 전기도금계를 이용한 물질전달 실험을 수행하였다. 실험결과, 수직 원형관의 위와 아래가 열린 경우 자연대류 열전달은 기존의 수직평판에 대한 그것과 일치하였고 상 하단 마개의 영향 따른 열전달의 변화는 Krysa 등, Sedahmed 등과 Chung 등이 실험한 현상과 일치하였다. 구리 마개를 사용한 경우 측정된 열전달은 층류와 난류영역에서 원형관의 아래만 막혔을 때가 가장 높게 측정되었고 다음으로는 위와 아래가 모두 막힌 경우, 위만 막힌 경우 그리고 위와 아래가 모두 열린 경우의 순으로 열전달이 변화하였다. 한편, 아크릴 마개를 사용한 경우에는 그 경향은 비슷했지만 위와 아래가 모두 열린 경우가 위만 막힌 경우보다 열전달이 높았다. 구리 마개를 사용한 경우 아크릴 마개보다 열전달이 높았다. 이는 서로 다른 가열벽면에서 발생된 유동의 상호작용에 기인하였기 때문인 것으로 판단된다. 본 실험을 통하여 기존연구보다 확장한 유동영역과 기하구조에 대하여 열전달의 영향을 관찰하였고, 층류와 난류영역에 대한 자연대류 열전달 상관식을 제시하였다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제6권2호
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• pp.211-235
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• 2013

An incompressible smoothed particle hydrodynamics (ISPH) method based on the incremental pressure projection method is developed in this study. The Rayleigh-B$\acute{e}$nard convection in a square enclosure is used as a validation case and the results obtained by the proposed ISPH model are compared to the benchmark solutions. The comparison shows that the established ISPH method has a good performance in terms of accuracy. Subsequently, the proposed ISPH method is employed to simulate natural convection from a heated cylinder in a square enclosure. It shows that the predictions obtained by the ISPH method are in good agreements with the results obtained by previous studies using alternative numerical methods. A rotating and heated cylinder is also considered to study the effect of the rotation on the heat transfer process in the enclosure space. The numerical results show that for a square enclosure at, the addition of kinetic energy in the form of rotation does not enhance the heat transfer process. The method is also applied to simulate forced convection from a circular cylinder in an unbounded uniform flow. In terms of results, it turns out that the proposed ISPH model is capable to simulate heat transfer problems with the complex and moving boundaries.

• 한국자기학회지
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• 제12권2호
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• pp.73-79
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• 2002

자성유체는 고액혼상유체로 뉴턴유체와 달리 자기력에 반응하는 유체이다. 본 연구에서는 금속과 유체의 특성을 겸비한 자성유체의 열전달 특성을 밀도 있게 연구함을 목적으로, 그 대상을 이중원관으로 하여 열대류현상을 고찰하기 위해 내부원관을 가열하고, 외부원관을 냉각하면서, 또한 외부에서 인가자장의 세기와 방향에 따라 자연대류 현상의 변화 및 열전달 특성을 수치해석적으로 연구하여, 실험결과와 비교 검토하였다. 자성유체의 자연대류현상은 인가자장에 따라 제어할 수 있었고, 평균 뉴셀트수를 구한 결과로서 자장을 가하지 않았을 경우와 비교해 보면 열전달은 자장을 중력방향으로 가하거나 중력과 반대방향으로 그세기를 -14 mT이상 가했을 때 증가하였고, 중력과 반대방향으로 감했을 때 감소하였다. 특히 자장의 세기가 -14 mT가 되면 열전달은 최소가 되었다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.28-39
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• 1998

본 연구에서는 $20\%$ 천장개구부가 있는 정사각형 밀폐공간내의 순수자연대류와 자연대류 -복사가 고려된 복합열전달을 순차해석과 실험을 통하여 비교 분석하였다. 수치해석은 순수자연대류에 대하여 SIMPLE 알고리즘을 사용하였고, 복사열전달에 대해서는 S-N 구분 종좌표법을 이용하였으며 난류유동의 경계조건은 벽함수를 적용하였다. 실험은 수치해석의 결과와 비교하기 위하여 동일한 조건에 대하여 수행되었다. 그 결과 순수자연대류와 복합열전달의 유동장, 온도장의 형상은 유사한 유선함수를 보이고 있으며, 유동가시화를 통한 실험결과와 잘 일치하고 있음을 보여준다. 수치해석과 실험의 온도분포를 비교한 결과 평균 $8.5\%$의 오차를 보였다.

• 태양에너지
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• 제9권1호
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• pp.53-61
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• 1989

In the present investigation, experiments on the melting of a phase change material were performed to research heat transfer phenomena generated by means of conduction and natural convection in the vertical tube at inward melting. The phase change material used in the experiments is 99 percent pure n-Docosane paraffin which is measured melting temperature of $42.5^{\circ}C$, latent heat of 37.5 cal/g, heat conductivity of $0.1505W/m^{\circ}C$. Experiments were performed both in the no-subcooling which is initiating it at melting temperature of phase change material, and in the subcooling which means to initiate it under melting temperature of phase change material, in order to compare and investigate the horizontal temperature history, vertical temperature history, ratio of melting and melted mass, figure of the melting front in the vertical tube. In the experimental results, heat transfer from tube wall to phase change material were due to conduction at early stage and due to natural convection with the passage of time, and then occurred melting downward from surface by volumetric expansion. Natural convection affects temperature distribution in the tube, ratio of melting and melted mass, figure of the melting front and then progress rapidly in case of nosubcooling compared to subcooling.

• 한국자기학회지
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• 제17권6호
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• pp.253-258
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• 2007

본 연구에서는 밀폐된 반원관내 자성유체의 자연대류 현상을 수치적으로 연구하였다. 수치해석방법은 Siliomis의 GSMAC법을 이용하였다. 자성유체의 자연대류 현상을 수치 해석적으로 규명하여, 자성유체의 열역학적 특성을 연구하고자 하였다. 특히 열전달 해석방법으로 온도분포 및 고온벽면의 Nusselt 수를 통하여 속도 벡터와 함께 고찰 하였다. 이로 인하여, 외부 자장에 의한 세기는 자연대류 현상을 촉진 또는 억제하므로, 열전달 문제에 있어서 열의 제거에 있어서 효과적인 방법을 찾게 되었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권3호
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• pp.1-7
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• 2016

In the present study, the homogeneous model is used to simulate the natural convection heat transfer of the CuO-water nanofluid in a concentric annular enclosure. Simulations have been carried while the Rayleigh number ranges from $10^3$ to $10^6$, solid volume fraction ranges from 0.01 to 0.04 and the radius ratio varies between 0.1 and 0.7. Results are presented in the form of streamlines, isotherm patterns and averaged Nusselt numbers for different values of solid volume fraction, radius ratio of the annulus and Rayleigh numbers. The results show that by decreasing the radius ratio and/or increasing the Rayleigh number, the averaged Nusselt number increases. Also the heat transfer rate increases as increased solid volume fractions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.43-51
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• 2011

수평관 외부에서 발생하는 자연대류 열전달 현상을 실험적으로 연구하였다. 연구의 목적은 구리 도금계를 채택한 유사성실험방법론이 적용가능한지 확인하는 것과 수평관의 지름과 각도에 따라 달라지는 국부열전달을 시각화하는 것이었다. 구리의 전기도금계를 사용하면 양극에서 생성된 구리이온은 대류와 확산을 통하여 음극으로 이동되어 환원되는데 이는 열전달을 모사하게 된다. 구리와 색깔이 다른 알루미늄을 음극으로 채택함으로써 각도에 따라 환원되어 석출된 구리의 양을 시각화 할 수 있었다. 수평관의 직경은 0.01m에서 0.15m이었고 이는 $Ra_D\;=\;1.73{\times}10^7\;{\sim}\;5.69{\times}10^{11}$에 해당한다. 실험결과는 기존에 알려진 열전달 상관식과 일치하였다. 알루미늄 음극에 도금된 구리의 패턴은 Kitamura에 의해 액체결정온도측정법으로 시각화한 결과와 매우 잘 일치 하였다.