Nanoimprint lithography (NIL) has attracted broad interest as a low cost method to define nanometer scale patterns in recent years. A major disadvantage of thermal NIL is the thermal cycle, that is, heating over glass transition temperature and then cooling below it, which requires a significant amount of processing time and limits the throughput. One of the methods to overcome this disadvantage is to improve the cooling performance in NIL process. In this paper, the performance of the cooling system of thermal NIL is numerically investigated by SolidWorks Flow Simulation program. The calculated temperatures of nanoimprint device were verified by the measurements. By using the analysis model, the effects of the change of flow velocity and cooler location on the cooling performance are investigated. For the 6 cases (0.1 m/s, 0.5 m/s, 1 m/s, 3 m/s, 5 m/s, 10 m/s) of flow velocity and for the 6 cases of distances (50 mm, 40 mm, 30 mm, 20 mm, 10 mm, 1 mm) of cooler location, the heat conjugated flow analyses are performed and discussed.
Conjugate heat analysis on a high pressure turbine stage including secondary flow paths has been carried out. The secondary flow paths were designed to be located in front of the nozzle and between the nozzle and rotor domains. Thermal boundary conditions such as empirical based temperature or heat transfer coefficient were specified at nozzle and rotor solid domains. To create heat transfer interface between the nozzle solid domain and the rotor fluid domain, frozen rotor with automatic pitch control was used assuming that there is little temperature variation along the circumferential direction at the nozzle solid and rotor fluid domain interface. The simulation results showed that secondary flow injected from the secondary flow path not only prevents main flow from penetrating into the secondary flow path, but also effectively cools down the nozzle and rotor surfaces. Also thermal barrier coating with different thickness was numerically implemented on the nozzle surface. The thermal barrier coating further reduces temperature gradient over the entire nozzle surface as well as the overall temperature level.
Kim, Tae-Jun;Oh, Sang-June;Lee, Jin-Gyu;Seo, Tae-Beom
한국태양에너지학회:학술대회논문집
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2009.04a
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pp.49-54
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2009
This study focus on verification of the thermal efficiency of volumetric receiver with $5kW_{th}$ Dish-type solar thermal system. Spiral flow path shaped on receiver and working fluid(steam) flow along the this flow path. Porous material for radiation-thermal conversion used in former researches are substituted with the stainless steel wall installed along the spiral shaped flow path. Numerical analysis for the flow path and temperature distributions are carried out. Numerical results are compared with experimental data. Using the numerical model, the heat transfer characteristics of spiral type receiver for dish-type solar thermal systems are known and the thermal performance of the receiver can be estimated.
The present study addresses an analytical investigation to understand the characteristics of gas flow in the High-Velocity Oxy-Fuel(HVOF) thermal spray gun. One-dimensional analysis is extended to involve the effects of the wall friction and powder particle diameter. From the present analysis it is well known that the flow characteristics inside and outside the thermal spray gun is varied depending on the combustion chamber pressure. The thermal spray gun flow is characterized by six different patterns. The powder particle size and wall friction significantly influence the powder particle velocity. The particle velocity decreases with an increase in the powder particle size. This implies that the combustion chamber pressure should be increased to achieve a higher velocity of the powder particle.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.15
no.3
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pp.239-245
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2003
In the nuclear power plant, emergency core coolant system (ECCS) is furnished at reactor coolant system (RCS) in order to cool down high temperature water in case of emergency. However, in this coolant system, thermal stratification phenomenon can occur due to coolant leaking in the check valve. The thermal stratification produces excessive thermal stresses at the pipe wall so as to yield thermal fatigue crack (TFC) accident. In the present study, effects of turbulence penetration on the thermal stratification into T-branches with square cross-section in the modeled ECCS are analysed numerically. $textsc{k}$-$\varepsilon$ model is employed to calculate the Reynolds stresses in momentum equations. Results show that the length and strength of thermal stratification are primarily affected by the leak flow rate of coolant and the Reynolds number of the main flow in the duct. Turbulence penetration into the T-branch of ECCS shows two counteracting effects on the thermal stratification. Heat transport by turbulence penetration from the main duct to leaking flow region may enhance thermal stratification while the turbulent diffusion may weaken it.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.33
no.8
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pp.573-579
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2009
A thermal mass air flow sensor, which consists of a micro-heater and thermal sensors on the silicon-nitride thin membrane structure, is micro-fabricated by MEMS processes. Three thermo-resistive sensors, one for the measurement of microheater temperature, the others for the measurement of membrane temperature upstream and downstream of the micro-heater respectively, are used. The micro-heater is operated under the constant temperature difference mode via a real time controller, based on inlet air temperature. Two design models for microfabricated flow sensor are compared with experimental results and confirmed their applicabilities and limitations. The thermal characteristics are measured to find the best flow indicator. It is found that two normalized temperature indicators can be adopted with some advantages in practice. The flow sensor with this control mode can be adopted for wide capability of high speed and sensitivity in the very low and medium velocity ranges.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.16
no.1
s.94
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pp.238-245
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1999
For the optimal design of plasma facing components of a fusion reactor, thorough understanding of thermal behavior of high heat. nux components are required. The purpose of this research is to investigate the characteristics of heat flow and thermal stress in divertors which are exposed to high heat load varing with time and space-Numerical simulations of heat now and thermal stress for three types of diverter are performed using finite volume method and finite element method. Respectly, commercial FLUENT code are used in the heat flow simulation, and maximum surface temperature, temperature distribution and cooling rate are calculated. Commercial ABQUS code are used for calculating temperature distribution. thermal stress, strain and displacement. Through this computer simulation. design data for cooling system and Structural provided.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.16
no.9
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pp.1780-1787
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1992
Experiments have been performed on the thermal behavior in a liquid saturated porous medium in a system to simulate a single well aquifer thermal energy storage system. The principal interests in this study are the combined effects of forced and natural convection. Significant buoyancy flow due to natural convection is developed quickly as the temperature difference between the injection and original aquifer temperature increases. Theoretical model under simplified assumptions (called simple buoyancy flow model in this study) has been developed. The results of this model agree well with the experiments. The effects of buoyancy flow on the recovery factor are also examined in this study.
When a cold HPSI (High Pressure Safety Injection) fluid associated with an design basis accident, such as LOCA (Loss of Coolant Accident), enters the cold legs of a stagnated primary coolant loop, thermal stratification phenomena will arise due to incomplete mixing. If the stratified flow enters a reactor pressure vessel downcomer, severe thermal stresses are created in a radiation embrittled vessel wall by local overcooling. Previous thermal-mixing analyses have assumed that the thermal stratification phenomena generated in stagnated loop of a partially stagnated coolant loop are neutralized in the vessel downcomer by strong flow from unstagnated loop. On the basis of these reasons, this paper presents the thermal-mixing analysis results in order to identify the fact that the cold plume generated in the vessel downcomer due to the thermal stratification phenomena of the stagnated loop is affected by the strong flow of the unstagnated loop.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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