• 제목/요약/키워드: Thermal Boundary Condition

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SWNT 투명박막히터의 열성능 평가를 위한 자유대류 열전달 해석 (A COMPUTATIONAL STUDY ON FREE CONVECTION FOR THERMAL PERFORMANCE EVALUATION OF A SWNT THIN-FILM HEATER)

  • 곽호상;이성은;박경석;김경진
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.315-320
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    • 2009
  • A computational investigation is conducted on free convection from a thin plate having a surface heat source. The thermal configuration simulates the recently-proposed transparent film heater made of a single-walled carbon nanotube film on a glass substrate. The Navier-Stokes computations are carried out to study laminar free convection from the heater. Parallel numerical experiments are performed by using a simplified design analysis model which solve the conduction equation with the boundary conditions utilizing several existing correlations for convective heat transfer coefficient. Comparison leads to the most suitable boundary condition for the thermal model to evaluate the performance evaluation of a transparent thin-film heater.

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다공성 물질의 열 및 습도 전달에 관한 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Heat and Moisture Transfer in Porous Materials)

  • 이호림;금영탁;송창섭;오근호
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권7호
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    • pp.158-167
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    • 1999
  • Heat and moisture transfer associated with porous materials are investigated. The heat and moisture transfer in porous materials caused by the interaction of moisture gradient, temperature gradient, conduction, and evaporation are considered. The variations of temperature and moisture not only change the volume but also induce the hygro-thermal stress. The finite element formulation for solving the temperature and moisture transfer as well as the associated hygro-thermal stresses is developed. In order to verify the finite element formulation, the heat and moisture moving boundary problem in a half space and the hygro-thermo-mechanical problem in an infinite plate with a circular hole are analyzed. Temperature profile, moisture profile, and hygro-thermal stresses are compared with those of analytic solution and other investigator. Good agreements are examined

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SMART제어봉구동장치의 압력용기에 대한 응력 및 열해석 (Stress and Thermal Analyses of Pressure Housing of SMART CEDM)

  • 조대희;유제용;김지호;김종인
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.343-350
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    • 2002
  • The structural stability of pressure housing of SMART CEDM forming pressure boundary must be evaluated. In this paper, the stress and thermal analyses of the upper pressure housing of CEDM are performed for design pressure, hydraulic test pressure and thermal loading. Finite element and boundary condition were generated from the model which is made by I-DEAS program and the stress and thermal analyses were performed by ANSYS Program. The upper Pressure housing was analysed using 2D axisymmetric model because it is symmetry about an axis. The stress values obtained by analysis were compared with the stress intensity limit of ASME and KEPIC MNB standard.

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수치해석 통합기법을 이용한 노즐 내열재 표면의 열전달 해석 (Heat Transfer on Supersonic Nozzle using Combined Boundary Layer Integral Method)

  • 배지열;배형모;류진;함희철;조형희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.47-53
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    • 2017
  • 1차원 등엔트로피 모델과 통합된 경계층 적분법은 초음속 노즐의 설계과정에서 내열재 표면의 열전달을 예측하는데 효과적으로 사용되고 있지만 노즐 목과 같이 2차원 효과와 경계층과 노즐 코어유동의 상호작용이 발생하는 지점에서는 경계층 외부유동 해석의 부정확성으로 해석의 정확도가 감소한다. 따라서 본 연구에서는 경계층 적분법을 이용한 열전달 예측의 정확도를 향상시키기 위해 CFD를 이용하여 2차원 효과와 노즐 코어유동의 상호작용이 고려된 경계층 외부유동 조건을 도출하고 이를 경계조건으로 하는 해석기법을 개발하였다. 오일러 모델과 SST $k-{\omega}$ 모델을 CFD로 해석하여 경계조건으로 적용했으며 계산방법을 검증하기 위해 선행문헌의 실험노즐에 대해 해석을 수행하였다. 계산 결과 CFD를 통해 경계층 외부유동 조건을 도출한 해석에서 노즐 열전달의 정확도가 향상되는 것을 확인하였으며 특히 노즐 목 후방과 팽창부에서의 차이가 크게 나타났다. SST $k-{\omega}$모델로 도출된 계산결과는 1차원 등엔트로피 모델과 비교 시 팽창부에서 실험결과와의 오차가 16% 감소하였다. 본 연구에서 개발된 해석기법은 향후 로켓노즐의 내열설계에 유용하게 사용될 것으로 평가된다.

점탄성 특성을 가진 폴리머용액의 난류유동 열적입구길이에 관한 실험적 연구 (An experimental study on the thermal entrance lengths for viscoelastic polymer solutions in turbulent tube flow)

  • 유상신;황태성;엄정섭
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.1189-1196
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    • 1988
  • 본 연구에서는 내경이 각각 8.5mm와 10.3mm이며 무차원길이가 각각 710과 1158인 두 개의 시험관을 사용하는 유동장치를 제작하여 시험관 입구에서부터 유체역 학적 경계층(hydrodynamic boundary layer)과 열적 경계층(thermal boundary layer)이 동시에 발달하기 시작하는 경계조건을 형성하고 관벽에서 일정한 열 플럭스(constant heat flux)를 발생하는 조건을 부여하였다. 퇴화현상(degradation)에 대하여 비교적 안정성을 가진 폴리아크라마이드(polyacrylamide) Separan Ap273을 수도물에 용해하여 제조한 폴리머용액으로 유동특성과 열전달특성을 실험하여 열적입구길이와 열전달특성 을 규명하고자 한다.

고유변형도를 경계조건으로 갖는 대형 각(殼) 구조물 열변형 해석법 개발 (Development of Thermal Distortion Analysis Method on Large Shell Structure Using Inherent Strain as Boundary Condition)

  • 하윤석
    • 대한조선학회논문집
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    • 제45권1호
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    • pp.93-100
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    • 2008
  • There are two ways of conventional thermal distortion analysis. One is the thermal elasto-plastic analysis and the other is the equivalent forces method based on inherent strain. The former needs exorbitant analysis time, while the latter cannot obtain results of stress field and it needs much time consumption with loads modeling on curved plates. Such faults in two methods have made difficulties in thermal distortion analysis of a large structure like ship hull. In order to solve them, new kind of thermal distortion analysis method was developed. We devised that the inherent strains was used as direct input factors in forms of boundary conditions. It was embodied by using thermal expansion coefficient in commercial code. We used the pre-calculated inherent strain as thermal expansion coefficient, and endowed nodes with imaginary temperatures. This method was already adopted at hull block welding distortion analysis which was considered as impossible, and gave productive results such as reduction of work time in the dry dock.

전자계 결합특성 및 대류 경계조건을 적용한 수치 해석적 열전달 해석 (Numerical Heat Transfer Analysis applying Coupled Electromagnetic Characteristics and Convection Boundary Condition)

  • 김창기;김상훈;정상용
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.55-61
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    • 2009
  • 본 논문에서는 정열계 해석을 위해 유한요소법(F.E.M)을 이용한 열전달 해석 기법에 대하여 다루고 있다. 특히, 열전달의 주요 쟁점인 혼합 경계조건을 띄는 대류 경계조건을 자계 문제와 비교하여 갤러킨법(Galerkin Method)으로 정식화하였다. 그리고 해의 신뢰성을 확보하기 위해 자계 해석을 통해 열원이 되는 손실을 구한 후, 반복적 알고리즘을 통해 에너지 평형 방정식을 만족하는 열전달 계수를 산정하여 열전달 문제를 고려하는 자계-열계 결합 해석을 하였다. 마지막으로, 측정치와 비교하여 제안된 방법의 효용성을 증명하였다.

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Envi-Met.을 이용한 도심 대기경계층 내 확산장 변화 수치 모의 (Diffusion Simulation Using Envi-Met. in Urban Planetary Boundary Layer)

  • 최현정
    • 한국기후변화학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.357-371
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    • 2016
  • Buildings in the city acts as a cause of distorted wind direction, wind speed, causing the stagnation of the air flow. In the recent trend of climate change can not but consider the temperature rise of the urbanization. This study was aimed to analyze the thermal comfort of planetary boundary layer in different artificial constructions areas which has a direct impact on urban climate, and estimating the warming phenomena. Envi-met model was used to consider the urban structure associated with urban growth in order to precisely determine the impact of the building on the city weather condition. The analyzed values of thermal comfort index were temperature, wind speed, horizontal and vertical turbulent diffusivity. In particular, analysis of the PPD(Predicted Percentage of Dissatisfied) represents the human thermal comfort. In this study, by adjusting the arrangement and proportion of the top floor building in the urban it was found that the inflow of the fresh air and cooling can be derived low PPD. Vertical heat flux amount of the city caused by climate change was a factor to form a high potential temperature in the city and the accumulation of cold air does not appear near the surface. Based on this, to make the city effectively respond to climate change may require a long-term restructuring of urban spatial structure and density management.

Beer-Lambert 법칙을 적용한 레이저 열원 프로파일 모델링 및 레이저무기용 반사경의 열변형 해석을 통한 구조-열-광학 성능 연구 (A Study on Structural-Thermal-Optical Performance through Laser Heat Source Profile Modeling Using Beer-Lambert's Law and Thermal Deformation Analysis of the Mirror for Laser Weapon System)

  • 홍대기
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.18-27
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    • 2023
  • 본 논문에서는 열해석의 하중조건으로 레이저 열원을 설정하여 반사경의 구조-열-광학 성능 분석을 수행하였다. 레이저 열원 모델은 가우시안 빔을 바탕으로 반투명한 소재를 고려한 Beer-Lambert 법칙을 적용하여 하중조건으로 선정하였으며, 반사경만의 성능 분석을 위하여 기구부는 고려하지 않았다. 열변형해석을 수행하여 반사경 표면의 온도 변화로 인한 열응력과 열변형 데이터를 얻었다. 열변형에 의한 반사경 표면의 변위 데이터를 Zernike 다항식에 피팅하여 파면오차를 계산하였으며, 이를 통해 고에너지 레이저가 반사경으로 입사될 때 반사경의 광학 성능을 예측할 수 있었다.

레이저 유리 접합 공정의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Laser Class Bonding Process)

  • 홍석관;강정진;변철웅
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.10-15
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    • 2008
  • This study is aimed to analyse the laser glass bonding process numerically. Due to the viscoelastic behaviour of glass, the extremely large deformation of the frit seal is resulted continuously over the transition temperature, so that the thermal boundary condition be changed in the entire calculation process. The commercial FEM algorithm is restrictively able to remesh the large geometrical boundary shape and to adapt the boundary conditions simultaneously. According to our manual adaptation of increasing the laser line intensity to 700 mW/mm, it is possible to estimate the thermal glass bonding process under the fracture stress in principle. But it should be studied further in the case of high laser line intensity.

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