• 대한기계학회논문집B
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• 제40권2호
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• pp.119-126
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• 2016

본 연구는 실험적인 방법과 열유동 해석 방법을 사용하여 대용량 압출형 히트싱크의 방열성능에 미치는 열원 대칭배열의 영향을 고찰하고, 이를 바탕으로 제조원가가 낮은 고효율의 히트싱크를 제안하고자 한다. 실험결과를 통해서 유사한 유효 유동단면적을 가지는 경우에 히트싱크의 전열면적이 방열성능에 큰 영향을 줌을 확인할 수 있었으며, 히트싱크의 양면 모두를 이용하는 방열이 훨씬 효과적인 방열이 가능함을 알 수 있었다. 또한, 대칭으로 열원을 배치한 경우가 비대칭 배치보다 효율적으로 방열됨을 알 수 있었다. 해석연구의 결과를 통해서는 실험결과와 정성적으로는 유사한 경향을 확인할 수 있었으며, 실험연구에서 확인하지 못한 질량유량별 및 투입열량별 추이, 단면과 양면 사용의 정량적 비교 등이 가능하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.183-191
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• 2023

This study was conducted experimentally to investigate the surface temperature of the heat sink, the air temperature in the flow channel and the sample temperature by changing the channel number of channel type heat sink and the air flow rate when heating and cooling the bio sample. The target temperature of the sample was 15℃ or less as the minimum value and 82℃ or more as the maximum value. In this study, the channel number of the heat sink(N = 1, 2, 4, 5, 10) and the air flow rate(Q=25, 42, 54m³/min) were varied. The bio sample was replaced with water, and the volume of water is 4mL. The size of the heat sink is 80x73x150mm and the material is aluminum. When cooling the sample, the surface temperature, the air temperature and the sample temperature were highly dependent on the number of channels and the flow rate. However, when the sample is heated, the surface temperature, air temperature and sample temperature do not depend on the number of channels and the flow rate. It was found that the conditions for satisfying the minimum temperature of 15℃ or less when cooling the sample were the number of channels N≥5 and the flow rate Q≥42m³/min. When heating the sample, the conditions to satisfy the maximum temperature of 82℃ or more are the number of channels N≤5 and the air flow rate Q≤42m³/min.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권12호
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• pp.986-993
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• 2007

The microchannel heat sink is promising heat dissipation method far high density electronic devices. The cross-sectional shape of MEMS based microchannel heat sink is limited to triangular, trapezoidal, and rectangular due to their fabrication method. And heat is added to one side surface of heat source. Therefore, those specific conditions make some complexity of heat transfer in microchannel heat sink. Though many previous research of conjugate heat transfer in microchannel was conducted, most of them did not consider heat loss. In this study, numerical investigation of conjugate heat transfer in rectangular microchannel was conducted. The method of heat loss evaluation was verified numerically. Heat distribution was different for each wall of rectangular microchannel due to thermal conductivity and distance from heat source. However, the ratio of heat from each channel wall was correlated. Therefore, the effective area correction factor could be proposed to evaluate accurate heat flux in one side heating condition.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권6호
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• pp.1026-1035
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• 2004

An immersed boundary method for solving the Navier-Stokes and thermal energy equations is developed to compute the heat transfer over or inside the complex geometries in the Cartesian or cylindrical coordinates by introducing the momentum forcing, mass source/sink, and heat source/sink. The present method is based on the finite volume approach on a staggered mesh together with a fractional step method. The method of applying the momentum forcing and mass source/sink to satisfy the no-slip condition on the body surface is explained in detail in Kim, Kim and Choi (2001, Journal of Computational Physics). In this paper, the heat source/sink is introduced on the body surface or inside the body to satisfy the iso-thermal or iso-heat-flux condition on the immersed boundary. The present method is applied to three different problems : forced convection around a circular cylinder, mixed convection around a pair of circular cylinders, and forced convection around a main cylinder with a secondary small cylinder. The results show good agreements with those obtained by previous experiments and numerical simulations, verifying the accuracy of the present method.

• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제1권1호
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• pp.44-47
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• 2014

This study proposes a development for the nano silver adhesive, which is applicable to high efficiency LED(light-emitting diode) light. The important issue of LED light is heat exhaust from LED. Generally, the middle area of LED light is increased up to 380K. Therefore, the bottleneck between LED chip and heat sink are caused by high temperature. In this work, the adhesive material between LED Chip and heat sink was newly developed for improvement of bottleneck. The nano silver was adopted to solve heat problem of chip on board package for LED light. In order to evaluate the performance of the nano silver adhesive, the thermal analysis was performed. Moreover both adhesive performance and heat exhaust were verified through the prototype test. From the experimental test results, it is found that the developed nano silver adhesive has the high performance.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.28-39
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• 1996

A recently developed electro-thermal simulation methodology is used to analyze the behavior of a PWM(Pulse-Width-Modulated) voltage source inverter which uses IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) as the switching devices. In the electro-thermal network simulation methdology, the simulator solves for the temperature distribution within the power semiconductor devices(IGBT electro-thermal model), control logic circuitry, the IGBT gate drivers, the thermal network component models for the power silicon chips, package, and heat sinks as well as the current and voltage within the electrical network. The thermal network describes the flow of heat form the chip surface through the package and heat sink and thus determines the evolution of the chip surface temperature used by the power semiconductor device models. The thermal component model for the device silicon chip, packages, and heat sink are developed by discretizing the nonlinear heat diffusion equation and are represented in component from so that the thermal component models for various package and heat sink can be readily connected to on another to form the thermal network.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.586-591
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• 2015

본 연구는 자연대류상의 LED 모듈의 경량열관리를 위한 하이브리드 휜 히트싱크(HF HS)의 열성능을 수치적으로 조사한 결과에 대해 논하였다. 할로우 하이브리드 휜 히트싱크(HHF HS)와 솔리드 하이브리드 휜 히트싱크(SHF HS)가 HF HS로 제안되고, 신뢰성있는 수치결과를 획득하기 위하여 3차원 CFD 해석이 수행되었다. 3차원 CFD 연구는 HHF HS와 SHF HS의 성능에 대한 휜 공간과 내부유로직경의 영향을 조사하였다. 연구결과는 HHF HS의 질량기반 열저항이 핀휜 히트싱크(PF HS) 보다 20~32% 작음을 보여주고, 유로직경의 증가에 따라 HHF HS의 질량기반 열저항이 감소함을 보인다. 이 결과는 주로 질량감소와 내부유로를 통한 열방출의 결합효과에 기인한다. 고전적인 PF HS 대비 상당히 우월한 HHF HS의 질량기반 열성능은 자연대류상의 LED 모듈의 경량열관리 적용 가능성을 제시한다.

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.64-72
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• 2017

중동지역 환경에 적합한 70 W급 LED 조명등의 성능분석을 집중변수모델을 이용하여 수행하였다. LED 조명등은 발열기판, 히프파이프, 방열판으로 구성된다. LED 조명등을 4개의 물체로 구분하고, 각각에 대해 에너지평형을 적용하여, 4개의 연립 비선형미분방정식 형태의 집중변수모델을 수립하였다. 연립 방정식의 해는 Runge-Kutta법을 이용하여 구하였다. 집중변수모델의 대류열전달계수는 다차원해석을 통하여 구하였으며, 실험결과와 비교한 결과, 발열기판은 $1.5^{\circ}C$, 상부방열판에서 $1.8^{\circ}C$의 오차를 가지며, 상대오차는 약 0.6 %임을 확인하였다. 이 모델을 이용하여 대기온도가 $55^{\circ}C$인 정상 운전조건, 태양광만 주어질 때의 조건, 태양광이 주어진 상태에서의 비정상 운전조건, 상부방열판이 없는 경우 등에 대한 온도분포분석을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.733-737
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• 2007

본 논문은 MCPCB에 다수의 와트급 LED를 모듈화하여 조명기구로 사용함에 따라 발생하는 열을 해결하기 위한 제안이다. LED가 조명기구로 사용되려면 칩의 용량이 커야하며 이 결과 P-N접합부의 열이 증가하게 됨으로 이를 해결하기 위해 펠티어 소자와 방열판 그리고 Fan을 설치하여 온도변화특성을 측정하였다. 또한 부가적으로 냉각소자와 방열판을 접속하는 열전도판, 단열재, Thermal Grease에 따른 온도변화특성을 실험하였다. 그 결과 방열판의 종류 및 체적에 따른 온도 변화가 가장 중요한 요소로 나타났다. Fan의 on, off에 따른 온도변화는 최대 $18[^{\circ}C]$의 변화폭을 주었으며 부가적 재료들도 $2{\sim}3[^{\circ}C]$의 온도변화에 영향을 주어 무시할 수 없는 요소임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.172-181
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• 1993

본 연구에서는 이 사이클 주위에 열전달이 추가된 열기관에 대하여 최대출력 조건 등을 구하고, 내부의 사이클이 각각 타노 사이클 및 브레이튼 사이클인 경우의 결과와 비교하여, 내적가역 최대출력 사이클들의 특성을 밝히고자 한다.