• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.103-106
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• 2002

This paper presents an effective numerical method for analyzing three-dimensional unsteady conjugate heat transfer problems of a curved pipe subjected to infernally thermal stratification. In the present numerical analyses, the thermally stratified flows in the pipe are simulated using the standard $k-{\varepsilon}$turbulent model and the unsteady conjugate heat transfer is treated numerically with a simple and convenient numerical technique. The unsteady conjugate heat transfer analysis method is implemented in a finite volume thermal-hydraulic computer code based on a non-staggered grid arrangement, SIMPLEC algorithm and higher-order bounded convection scheme. Numerical calculations have been performed far the two cases of thermally stratified pipe flows where the surging directions are opposite each other i.e. In-surge and out-surge. The results show that the present numerical analysis method is effective to solve the unsteady flow and conjugate heat transfer in a curved pipe subjected to infernally thermal stratification.

• 한국전산유체공학회지
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• 제7권3호
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• pp.35-43
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• 2002

This paper addresses a numerical method for predicting transient temperature distributions in the wall of a curved pipe subjected to internal laminar thermally-stratified flow. A simple and convenient numerical method of treating the unsteady conjugate heat transfer in non-orthogonal coordinate systems is presented. Numerical calculations are performed for the transient evolution of thermal stratification in two curved pipes, where one has thick wall and the other has so thin wall that its presence can be negligible in the heat transfer analysis. The predicted results show that the thermally stratified flow and transient conjugate heat transfer in a curved pipe with a finite wall thickness can be satisfactorily analyzed by the present numerical method, and that the neglect of wall thickness in the prediction of pipe wall temperature distributions can provide unacceptably distorted results for the cases of pipes with thick wall such as safety related-piping systems of nuclear power plant.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.474-481
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• 2001

This paper addresses a numerical method for predicting transient temperature distributions in the wall of a curved pipe subjected to internally thermal stratification flow. A simple and convenient numerical method of treating the unsteady conjugate heat transfer in the non-orthogonal coordinate systems is presented. The proposed method is implemented in a finite volume thermal-hydraulic computer code based on a cell-centered, non-staggered grid arrangement, the SIMPLEC algorithm, a higher-order bounded convection scheme, and the modified version of momentum interpolation method. Calculations are performed for the transient evolution of thermal stratification in two curved pipes, where the one has thick wall and the other has so thin wall that its presence can be negligible in the heat transfer analysis. The predicted results show that the thermally stratified flow and transient conjugate heat transfer in a curved pipe with a finite wall thickness can be satisfactorily analyzed by the present numerical method, and that the neglect of wall thickness in the prediction of pipe wall temperature distributions can provide unacceptably distorted results.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.279-289
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• 2017

In this study, a series of conjugate heat transfer (CHT) analyses are conducted for a stage of a fully cooled high-pressure turbine (HPT) at elevated levels of free stream turbulence (Tu = 5% and 25.7%). The goal of the analyses is to investigate the influence of high turbulence intensity on the fluid-thermal characteristics of a nozzle guide vane (NGV). The turbine inlet temperature is defined by considering a typical radial temperature distribution factor (RTDF). The Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes (URANS) CHT simulations are carried out using CFX 15.0, a commercial CFD package. The presented CFD modeling approach for high turbulence intensity is verified with the experimental data from two types of NASA C3X NGVs with films. The computation grid is generated for both the fluid and solid domains. The fluid domain grid is created using a tetrahedral grid system with prism layers because of its complex geometry, and the solid domain grid is composed of only tetrahedral elements. The analytical results are compared to understand the effect of turbulence on flow characteristics and metal temperature distributions. The results obtained in this study provide useful insights on the effects of high free stream turbulence and unsteadiness. The results also lead to the proposal of meaningful turbine design guidelines.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.52-57
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• 2014

본 논문에서는 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방적식을 사용하여 동절기 소방배관의 동파방지를 위한 최적의 열선위치를 확인하였다. 물의 자연대류와 소방 배관의 전도 열방정식이 결합된 복합열전달을 해석하였다. 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하기 위하여 SIMPLE 형태의 알고리즘을 기반으로 한 상용코드(ANSYS-FLUENT)가 사용되었다. 수치해석을 수행하여 등온선과 벡터장을 살펴보았다. 물의 열팽창계수를 일정하다고 가정할 때 소방 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저온도가 가장 높아서 동파방지에 가장 효과적인 것을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.152-159
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• 2018

고온밸브의 비정상상태 복합열전달 해석 기법을 확립하기 위한 연구를 수행하였다. 장시간 작동하는 고온밸브의 특성과 해석의 경제성을 고려하여 두 가지 해석 기법을 제시하였다. 발달순서에 따라 구간을 나누고 구간별로 시간간격을 증가시켜 해석을 수행하는 다 구간 해석 기법과 정상상태 유동장 해석결과를 비정상상태 해석의 초기 값으로 사용하는 one-way 해석 기법을 제시 하였다. 다 구간 해석 기법의 경우 신뢰도가 높은 해석이 수행 가능하지만 경제적인 측면에서 설계 단계의 해석 기법으로는 부적합하였다. one-way 해석 기법의 경우 초기 신뢰도는 떨어지나 기민한 설계 변수 연구가 가능한 경제적인 해석 수행이 가능하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.33-39
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• 2015

본 논문에서는 동절기 소방용 CPVC 배관의 동파방지를 위하여 최적의 열선위치를 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-stokes 방정식을 사용하여 수치해석을 수행하였다. CPVC 배관은 탄소강관과 열용량 등 주요 물성에 큰 차이가 있어 배관 내 물의 유동에 큰 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 물의 자연대류와 CPVC 배관의 열전도가 결합된 복합열전달을 해석하였다. 상용코드(Fluent)를 사용하여 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하였다. 소방용 CPVC 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저 온도가 가장 높아서 동파방지에 보다 효과적인 것을 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 추계학술발표회요약집
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• pp.107-107
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• 2001