• 대한기계학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.153-160
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• 1989

본 연구는 수평전도관과 수평원통 사이의 환상공간에 수직격판이 부착된 경우와 수평직판이 부착된 경우에 Rayleigh수와 무차원 관열전도율을 변수로하여 수직해석과 Mach-Mehnder 간섭계를 이용한 실험으로 자연대류 열전달특성을 연구 하였다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제17권4호
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• pp.448-455
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• 1988

A study has been conducted experimentally on natural convection heat transfer characteristics of a vertical flat plate with horizontal rectangular fins in air. The effects of fin heights and Rayleigh numbers are mainly investigated. The experimental results are as follows; 1. The mean fin, plate and total Nusselt numbers decrease as dimensionless fin heights H/S increase at $0.50{\leq}H/S{\leq}2.00$. 2. The mean fin surface Nusselt number in case of H/S = 0.50 and $Ra_c=4.33{\times}10^3$ shows its maximum at $X_1$, surface where there is no interference with other fins. 3. Owing to the interference of fins the mean plate Nusselt numbers at H/S=0.50 and 2.00 for $Ra_S=6.57{\times}10^3$ are 35% and 80% respectively less than the mean fin Nusselt numbers. 4. The mean fin, plate and total Nusselt numbers of horizontal rectangular fins show higher values at short fins, but lower values at long fins than those of upward vertical fins.

• 공학논문집
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• 제1권1호
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• pp.23-30
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• 1997

실내를 따뜻하게 하기위한 고온의 라디에이터, 냉동코일, 변압기, 전기가열장치 및 전자장비에서와 같이 자연대류에 의한 에너지전달은 여러 공업분야에 응용되고 있다. 일반적으로 임의의 벽면온도에 따른 수평채널에서의 비정상자연대류흐름과 수학적.물리적 대류이동에 관한 기본법칙을 고찰하였다. 전달문제에 관한 물리적 의미있는 엄밀해는 표준유한정현변환기법을 적용함으로써 폐쇄형에 있어서 얻어진다. 또한 최종 정상상태의 유동과 열전달을 초래하는 Pr수와 Ra수 등 기본매개변수의 영향에 대해서 각각 검토하였다. 축방향의 평균속도를 측정하는 Pr수가 Pr>1 과 Pr<1 일 경우 각각 시간차에 접근하고 또한 축방향의 온도구배를 대표하는 함수는 기본매개변수가 없으므로 영향을 받는 것이라 본다. 그러나 정상상태의 유동현상은 Ra수에 따라서만 영향을 받게된다. 자연대류는 여러 가지 전기기구들은 물론이고 파이프장치 등의 열전달에 큰 영향을 미친다. 또한 열전달과정이 포함되는 바다와 대기의 운동과 같은 지구의 환경과학에도 중요하다.

• 설비공학논문집
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• 제8권3호
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• pp.338-350
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• 1996

A numerical analysis is carried out to study the two-dimensional steady state natural convection from vertical wires immersed in cold pure water. The surface of the wire is $0^{\circ}C$ unifrom temperature. Results of the analysis are presented for free stream temperature from $0^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$ and the aspect ratio N from $5.26{\times}10^{-3}$ to $1.0{\times}10^{-3}$. The effects of the density extremum and aspect ratio on the flow pattern and the heat transfer characteristics are discussed As the aspect ratio N becomes larger, in the range of $1.0^{\circ}C{\leq}T_{\infty}{\leq}4.4^{\circ}C$ and $6{^{\circ}C}{\leq}T_{\infty}{\leq}17^{\circ}C$, the effect of Pr number on the heat transfer is shown to be more significant than the aspect ratio. Investigating into the effect of the density extremum on the heat transfer from wires, the new heat transfer correlations are suggested with the relation of average Nu mumber vs. modified Ra number. Here, the coefficient values C of correlations are presented as the function of density extremum parameter $R^*$. The effects of the density extremum parameter are also discussed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권12호
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• pp.1002-1008
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• 2007

Natural convection flows in a doubly-inclined cubical air-filled cavity are numerically simulated by a solution code(PowerCFD) using unstructured cell-centered method. For a physical realizability, the cavity has one pair of opposing isothermal faces at different temperatures, $T_h\;and\;T_c$, respectively, the remaining four faces having a linear variation from $T_c\;to\;T_h$. The paper redefines a new doubly-inclined orientation for the cubical-cavity benchmark problem. Special attention is paid to three-dimensional thermal characteristics in natural convection according to the new orientation at $Ra=4\times10^4$. Comparisons of the average Nusselt number at the cold face are made with benchmark solutions and experimental results found in the literature. It is found that the average Nusselt number at the cold face has a maximum value at the doubly-inclined angle ranging from $40^{\circ}\;to\; 45^{\circ}$ We also report the effect of new orientation on the type of temperature structure in a doubly-inclined cubical-cavity.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권12호
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• pp.1774-1783
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• 1998

The transition from steady laminar to chaotic convection in a glass melting furnace specified by upper surface temperature distribution has been studied by the direct numerical analysis of the two and three-dimensional time dependent Navier-Stokes equations. The thermal instability of convection roll may take place when modified Rayleigh number($Ra_m$) is larger than $9.71{\times}10^4$. It is shown that the basic flows in a glass melting furnace are steady laminar, unsteady periodic, quasi-periodic or chaotic flow. The dimensionless time scale of unsteady period is about the viscous diffusion time, ${\tau}_d=H^2/{\nu}_0$. Through primary and secondary instability analyses the fundamental unsteady feature in a glass melting furnace is well defined as the unsteady periodic or weak chaotic flow.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.13-20
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• 2014

헬리컬 코일이 덕트 내부에 있을 때, 기울기에 따른 자연대류 열전달을 실험적으로 측정하였다. 고부력 조건을 구현하기 위하여 유사성에 기초하여 열전달 실험을 대신하여 물질전달 실험을 수행하였다. RaD 수 $4.55{\times}10^6$에서, 턴(Turn) 수를 1~10, P/D를 1.3~5, 헬리컬 코일의 기울기를 $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$까지 변화시켰다. 헬리컬 코일의 턴 수가 1일 때, 측정된 $Nu_D$ 수는 McAdams의 수평관 자연대류 열전달 상관식과 거의 일치하였다. 기울어진 덕트 내 헬리컬 코일의 자연대류 열전달은 피치, 턴 수, 덕트 높이에 따라 복합적으로 변화하였고 이는 속도 효과, 굴뚝 효과, 예열 효과로 분석되었다. 본 연구의 결과는 Compact heat exchanger에서의 자연대류 열전달에 대한 현상학적 분석에 기여한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권11호
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• pp.1209-1219
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• 2005

In a closed square cavity filled with a liquid, a cooling horizontal upper wall and a heating lower wall, the flow isn't generated under the ground-based condition when Rayleigh number is lower than 1700. In this mechanism, Ra=1534, Temperature and velocity fields near an air-bubble in silicon-oil under a cooled upper wall were investigated. Temperature and velocity fields is visualized using the thermo-sensitive liquid-crystal and light sheet visualization technique. The quantitative analysis fer the temperature and the flow fields were carried out by applying the image processing technique to the original data. The symmetry shape of two vortexes near an air bubble was observed. As the bubble size increased, the size of vortex and the magnitude of velocity increased. In spite of elapsed time, a pair of vortexes was the unique and steady-state flow in a square cavity and wasn't induced to the other flow in the surround region.

• 설비공학논문집
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• 제7권4호
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• pp.633-641
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• 1995

The effect of the gap width on conjugate heat transfer in the cylindrical annulus for an insulated tube has been studied numerically by the finite difference method. The parameters considered here are the Rayleigh number, Ra, the dimensionless insulated wall thickness, $W/D_i$ and the dimensionless gap width, S/W. As S/W increases, the mean wall temperature increases at the inside wall of annulus and decreases at the outside walls of annulus and the insulated tube at $S/W{\leq}0.5$, and then slightly increases at $Re=10^4$, $W/D_i=1.47$. The heat transfer rate decreases at $S/W{\leq}0.5$ and then increases apparently as S/W increases at $Re=10^4$, W/Df=1.47. Therefore, it is considered that $$S/W{\sim_=}0.5$$ is the optimum gap width for the effect of insulation at $Re=10^4$, $W/D_f=1.47$.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.343-350
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• 2015

자연 대류 히트 싱크는 신뢰성 및 가격 경쟁력 등의 이유로 가장 널리 쓰이는 냉각 장치이며, 특히 고출력 LED 조명에 널리 사용되고 있다. 고출력 LED 조명은 일반적으로 가로등, 보안등 등에 이용되며 기울어진 형태로 사용되므로 히트 싱크 또한 기울어지게 되는데, 이러한 기울어진 히트 싱크에 대해서는 연구가 이루어지지 않아 정확한 열성능 예측이 어려웠다. 이에 본 연구에서는 평판 핀을 갖는 원통형 히트 싱크가 기울어진 경우에 대해 방열 성능을 측정하였다. 실험은 다양한 휜의 길이와 개수, 히트 싱크 베이스의 다양한 온도에 대해 경사각이 30도와 60도인 경우에 대해 수행되었다. 그리고 실험결과를 바탕으로 100,000 < $Ra_L$ < 600,000, 1/6 < H/D < 1/2, 9 < N < 72의 범위에서 적용 가능한 Nusselt 수 상관 관계식을 제시하였다.