• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.18.1-18.1
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• 2005

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권2호
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• pp.189-196
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• 2005

The physical model considered here is a horizontal layer of fluid heated below and cold above with a conducting body placed at the center of the layer. The body has dimensionless thermal conductivities to the fluid of 0.1, 1 and 50. Two-dimensional solution for unsteady natural convection is obtained using an accurate and efficient Chebyshev spectral methodology for different Rayleigh numbers. Multi-domain technique is used to handle a square-shaped conducting body. The results for the case of a conducting body are also compared to those of adiabatic and neutral isothermal bodies. When the dimensionless thermal conductivity is 0.1, a pattern of fluid flow and isotherms and the corresponding time-averaged surface Nusselt number are almost the same as the case of an adiabatic body. When the dimensionless thermal conductivity is 50, a pattern of flow and isotherm and the corresponding surface and time-averaged Nusselt number are similar to those of neutral body. The results for the case of dimensionless thermal conductivity of unity are also compared to those of pure natural convection.

• 설비공학논문집
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• 제16권11호
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• pp.999-1005
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• 2004

Thermal convection between two horizontal walls kept at small amplitude nonuniform temperatures of the form, $T_L=T_1+a{\Delta}T$ sin kx and $T_U=T_2+b{\Delta}T\;sin(kx-{\beta})$ with a, $b{\ll}1$, is numerically investigated. When the Rayleigh number is small, an upright cell is formed between two walls at ${\beta}=0$; the cell is tilted at ${\beta}={\pi}/2$, and a flow with two-tier-structure cells occurs at ${\beta}={\pi}$. As the Rayleigh number is increased, Nusselt number increases smoothly for ${\beta}=0\;and\;{\pi}/2$, but increases rather steeply for ${\beta}={\pi}$ near the critical Rayleigh number ($Ra_c=1708$). When the wave number is small (k=0.5), multicellular convection occurs over one wave length, for all phase differences, and multiple solutions are found.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.279-286
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• 1987

본 논문에서는 수평관 내부의 체적평균온도를 가진유체의 난류강제대류에서 열전달이 일어나는 경우에 대하여 핀이 없는 수평전도관, 하향 핀이 부착된 수평전도 관 그리고 상향 핀이 부착된 수평전도관의 열전달 특성을 수치계산으로 연구하고 Mach -Zehnder 간섭계를 이용하여 실험하였고 수치해석과 실험결과를 비교하여 타당성을 확 인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.207-213
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• 1990

본 연구에서는 종횡비(aspect ratio` A=H/L)가 1 이하인 직각밀폐용기내 수평 경계면이 자연대류열전달에 미치는 영향을 조사하기 위해 단열조건인 경우와 등온조건 인 경우 { $T_{H}$.simeq. $T_{T}$＞ $T_{C}$.simeq. $T_{B}$, 따라서 온도차의 비, .DELTA. $T_{V/}$ .DELTA. $T_{H}$=( $T_{T}$- $T_{B}$)/( $T_{H}$- $T_{C}$).simeq.1} Mach-Zehnder간섭계 및 수치해석 을 통해 온도장 및 각 면에서의 열전달특성의 차이를 자세히 구명하였다. 특히 등온 수평면조건인 경우 상부수평면온도가 하부수평면온도보다 높을 때 ( $T_{T}$＞ $T_{B}$) 직각용기내는 수직방향으로 안정된 온도구배가 형성되어, 양단온도차(.DELTA. $T_{H}$= $T_{H}$- $T_{C}$)에 의해 기본적으로 존재하는 자연대류흐름을 억제하게 된다. 이때 자연대류흐름의 억제정도를 나타내는 주요 물리적 변수로서 온도차의 비, .DELTA. $T_{V/}$ .DELTA. $T_{H}$가 있다. 이러한 물리적 현상은, 기본적으로 존재하는 유체내 자연대류효 과를 억제함으로써 중력장하에서 양질의 결정을 얻고자 하는 결정성장(growth of cry- stal)등에 관계된다. 본 연구는 실험유체가 공기이고 .DELTA. $T_{V/}$.DELTA. $T_{H}$=1인 경우 를 택하여 일반적인 단열조건의 경우와 열전달특성의 차이를 비교한 것이다.전달특성의 차이를 비교한 것이다.다.전달특성의 차이를 비교한 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1195-1204
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• 1992

본 연구에서는 등온 평면의 온도가 0.0.deg. C부터 8.0.deg. C까지, 그리고 주위물의 온 도가 1.0.deg. C부터 10.0.deg. C까지 일 대 상향 및 하향면 주위에서 일어나는 자연대류를 유한 차분법(FDM)으로 수치해석하여 등온면 주위에서 일어나는 유동형태, 속도분포, 평균 Nusselt수를 구하여 유동 및 열전달특성을 구명하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권9호
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• pp.2304-2314
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• 1993

Natural convective flow and heat transfer in a two-dimensional square enclosure fitted with a horizontal partition are investigated numerically. The enclosure was composed of the lower hot and the upper cold horizontal walls and the adiabatic vertical walls, and a partition was situated perpendicularly at the one vertical insulated wall. The governing equations are solved by using the finite element method with Galerkin method. The computations were carried out with the variations of length, position and thermal conductivity of the partition, and Rayleigh number based on the temperature difference between two horizontal walls and the enclosure height with water(Pr=4.95). As the results, an oscillatory motion of natural convection is resulted in a sudden rise of overall heat transfer, but the increase of length of partition is significantly restrained the increase of Nusselt number. The maximum heat transfer was shown just before the transition of the direction of oscillating flow. An oscillatory motion of flow was perfectly shown the stability with the decrease of the length of partition and Rayleigh number. Also, the heat transfer was raised with the increase of the thermal conductivity in proportion to the increase of the length of partition. The stability and oscillation of flow are affected by the position of partition.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권4호
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• pp.160-168
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• 2004

We investigate the effects of solutal convection on the crystal growth rate in a horizontal configuration for diffusive-convection conditions and purely diffusion conditions achievable in a low gravity environment for a nonlinear thermal gradient. It is concluded that the solutally-driven convection due to the disparity in the molecular weights of the component A $(Hg_2Br_2)$ and B (CO) is stronger than thermally-driven convection for both the nonlinear and the linear thermal profiles, corresponding to $Gr_t= 8.5{\times}10^3,\; Gr_s = 1.05{\times}10^5$. For both solutal and thermal convection processes, the growth rates for the linear thermal profile (conducting walls) are greater than for the nonlinear case. With the temperature humps, there are found to be observed in undersaturation for diffusive-convection processes ranging from $D_{AB}$ = 0.087 to 0.87. For the vertical configurations, the diffusion mode is so much dominated that the growth rate and interfacial distribution is nearly regardless of the gravitational accelerations. Also, the diffusion mode is predominant over the convection for the gravity levels less than 0.1 $g_0$ for the horizontally oriented configuration.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.43-51
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• 2011

수평관 외부에서 발생하는 자연대류 열전달 현상을 실험적으로 연구하였다. 연구의 목적은 구리 도금계를 채택한 유사성실험방법론이 적용가능한지 확인하는 것과 수평관의 지름과 각도에 따라 달라지는 국부열전달을 시각화하는 것이었다. 구리의 전기도금계를 사용하면 양극에서 생성된 구리이온은 대류와 확산을 통하여 음극으로 이동되어 환원되는데 이는 열전달을 모사하게 된다. 구리와 색깔이 다른 알루미늄을 음극으로 채택함으로써 각도에 따라 환원되어 석출된 구리의 양을 시각화 할 수 있었다. 수평관의 직경은 0.01m에서 0.15m이었고 이는 $Ra_D\;=\;1.73{\times}10^7\;{\sim}\;5.69{\times}10^{11}$에 해당한다. 실험결과는 기존에 알려진 열전달 상관식과 일치하였다. 알루미늄 음극에 도금된 구리의 패턴은 Kitamura에 의해 액체결정온도측정법으로 시각화한 결과와 매우 잘 일치 하였다.

• 설비공학논문집
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• 제4권4호
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• pp.323-331
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• 1992

A two-dimensional Benard-convection system with a phase-change material inside has been analysed. The main purpose of the present study is to clarify the basic reason of the hysteresis found by the previous investigators. The interface between the solid and the liquid is assumed to be planar. The analysis was performed with heat transfer rates under the steady state on the interface. It was found that the hysteresis occurs due to the abrupt increase in the heat transfer rate at the onset of natural convection in the classical Benard-convection system. The spectral method was applied to obtain the steady solution of the natural convection for the specific material and to confirm the hysteresis phenomenon.