• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2061-2066
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• 2007

Recently, ultra-lightweight materials with open, periodic cell structures take much attention owing to its potential for multi-functionality such as load bearing, thermal dissipation, and actuation. This paper presents experimental results on the hydraulic and heat transfer characteristics for the Wire-woven Bulk Kagome(WBK) composed of aluminum 1100 wires. The overall pressure drop and heat transfer of the WBK specimen have been experimentally investigated under forced air convection condition. The pressure loss and heat transfer performance of the aluminum WBK are compared with other heat dissipation media. It was shown that heat transfer depended on relative density and surface area density. Comparison with metal foams and other heat dissipation media such as packed beds, lattice frame materials, louvered fins, and other materials suggests that the aluminum WBK competes favorably with the best available heat dissipation media in heat transfer performance.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권1호
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• pp.15-22
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• 2008

Recently, ultra-lightweight materials with open, periodic cell structures take much attention owing to its potential for multi-functionality such as load bearing, thermal dissipation, and actuation. This paper presents experimental results on the fluid flow and heat transfer characteristics for the Wire-woven Bulk Kagome (WBK) composed of aluminum 1100 wires. The overall pressure drop and heat transfer of the WBK specimen was experimentally investigated under forced air convection condition. The pressure loss and heat transfer performance of the aluminum WBK were compared with other heat dissipation media. It was shown that heat transfer characteristics depended on relative density and surface area density. Comparison with metal foams and other heat dissipation media such as packed beds, lattice frame materials, louvered fins, and others suggests that the aluminum WBK competes favorably with the best available heat dissipation media in heat transfer performance.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권8호
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• pp.678-685
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• 2017

지구관측위성에 탑재되는 자료처리/저장장치 방열판은 장비의 주기적인 고발열, 배치, 장착성 등 설계 특성으로 인해 쉴드가 장착된 홈 형태를 갖는다. 홈 형태 방열판의 영향성과 쉴드 방열판의 열성능을 확인하기 위해, 평판 방열판을 기준으로 홈 형태의 방열판과 쉴드 방열판을 비교하여 열진공 시험을 실시하였다. 시험결과를 바탕으로 view factor에 의한 열교환과 방열판의 온도를 이론해석적으로 분석하여 열 설계 성능비교의 타당성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권4호
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• pp.373-379
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• 2016

주기적 단속적으로 작동하는 위성부품의 열제어를 위하여 고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)과 열관을 병렬로 결합한 열제어장치를 제안하였으며, 이의 성능을 수치해석을 통하여 검증하였다. 상변화 중 큰 잠열과 일정하게 유지되는 온도에 의하여 작은 방열판 면적에서도 부품의 최고온도를 제어할 수 있으며, 냉각기에는 PCM에 축적된 에너지가 방출됨으로써 보온히터 소모전력을 절약할 수 있다. 동일한 형태의 Al TBM(Thermal Buffer Mass)을 사용하면 비슷한 효과를 기대할 수 있으나, 질량과 보온히터의 소모전력이 증가하므로 PCM에 비하여 비효율적이다. 설계된 PCM 열제어장치는 발열량과 작동시간에 따라 그 양을 최적화할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.638-644
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• 2019

본 연구에서는 전산유체역학 해석을 이용하여 알루미늄 피라미드 트러스 심재 샌드위치의 열유동 특성을 분석하였다. 규칙적 다공질 금속인 피라미드 트러스 코어를 샌드위치 구조물에 채용할 경우 공기 매질이 자유롭게 유입, 유출될 수 있는 개방형 코어인 점을 고려하여 하중을 지지할 수 있는 구조성능과 함께 방열체로서 다기능성을 구현할 수 있는 구조가 된다. 따라서, 유입되는 공기의 속도변화, 설계변수인 트러스각에 따른 압력강하와 열전달 메카니즘을 확인하기 위해 ANSYS/Fluent를 이용하여 수치해석을 실시하였다. 해석모델에 사용된 샌드위치 패널은 알루미늄으로 이루어져 있으며, 샌드위치 패널의 위 면재와 아래 면재 사이에는 15개의 피라미드 트러스 유닛셀이 반복되고 있다. 폭 방향으로는 무한히 넓은 유닛셀을 모사하기 위해 대칭조건을 지정하였으며, 입구에는 균일한 속도분포를 경계조건으로 입력하였다. 해석결과 입구부와 첫 유닛셀까지의 구간에서 입구영향이 관찰되었으며, 입구영향을 배제하고 마찰계수와 누셀수를 분석하였다. 공기의 속도가 증가할수록 마찰계수는 감소하였으며, 누셀수는 증가하는 경향을 보인다. 한편, V=1m/s에서 5m/s에서의 마찰계수와 누셀수 변화가 확연하였으며, 이는 층류에서 난류로 유동패턴이 변하기 때문에 거시적으로 열전도보다 대류열전달의 비중이 커졌기 때문이다. 또한, 설계변수인 트러스각에 대해서는 의미가 있을 정도의 마찰계수와 누셀수의 변화는 관찰되지 않았다. 따라서, 트러스각이 강도, 강성 등 구조성능에 민감한 점을 감안하면 다기능성을 염두에 둔 알루미늄 피라미드트러스 심재 설계 시 설계변수의 변화는 구조성능에 더 민감할 것으로 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.117-125
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• 2014

The temperature distribution of steady state rolling tires with detailed tread blocks is numerically predicted using the three dimensional full patterned tire model. A three dimensional periodic patterned tire model is constructed by copying 1-sector mesh in the circumferential direction. Using the static tire contact analysis, the strain cycles during one revolution are approximated with the strains at Guassian points of the elements which are sector-wise repeated within the same circular ring of elements, by neglecting the tire rolling effect. Based upon the multi-axial fatigue theory, the maximum principal strain is used to represent the combined effect of six strain components on the hysteretic loss. In the following, the deformation due to the inflation and vertical load is calculated using ABAQUS. Then heat generation rate in each element is calculated using an in-house code. Lastly, temperature distribution is calculated using ABAQUS again. Through the numerical experiments, the validity of the proposed prediction method is examined by comparing with the experiment and the temperature distribution of a patterned tire model is compared with those of the main-grooved simple tire model.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.1013-1019
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• 2014

저궤도 관측위성에 탑재된 영상처리장치의 온도제어를 위하여 사용하는 열적완충질량을 대체할 수 있는 상변화물질의 성능에 대하여 수치해석적으로 분석하였다. 관측위성에 사용되는 고정밀 영상처리장치는 임무에 따라 주기적으로 작동하며 발열량이 매우 큰 반면, 온도에 민감하여 작동허용 온도범위가 매우 좁다. 이러한 장치의 온도를 제어하기 위하여 국산 저궤도 관측위성에서는 열적완충질량을 이용하여 부품의 온도변화 시상수를 증가시키는 효율적인 설계를 적용하였지만, 질량이 증가하는 단점이 있다. 본 연구에서는 질량을 최소화하며 부품 온도를 안정적으로 유지할 수 있도록 고상-액상 상변화물질을 이용한 열제어 장치를 제안하였으며, 수치해석을 통하여 열적 완충질량에 대한 유효성을 비교/검증하였다. 상변화물질을 이용한 열제어 장치는 열적완충질량을 대체하여 효과적인 온도제어가 가능할 뿐 아니라 질량도 열적완충질량의 약 12% 정도로 감소시킬 수 있었다.