• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.24-29
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• 2013

위성방열판은 내부의 부품유닛에서 발생하는 열을 외부우주로 방출하는 열전달경로를 확보하기 위해 적용되는 열제어방법 중 한 가지로서, 이것의 최적설계는 효율적인 위성 열설계의 한 방향이 될 수 있다. 본 연구는 위성 열제어 개발에서 활용하는 위성 열해석과 최적화알고리즘을 결합한 통합해석을 통하여 위성열모델 노드기반의 방열판설계최적화 접근방식을 제안하였다. 이 방법은 위성열해석과 최적화알고리즘의 해석소프트웨어의 종류에 상관없이 적용가능한 개념이며, 일반적인 위성열모델을 사용한 방열판설계의 개념을 그대로 유지하면서 최적화를 할 수 있기 때문에 위성설계에 실제적으로 사용할 수 있다. 또한, 두 해석소프트웨어를 결합하는 전체적인 해석구조와 본 방열판 설계 최적화문제에 대한 정식화를 제시하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제1권2호
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• pp.30-42
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• 2000

On-orbit thermal environment test of KOMPSAT was performed in early 1999. An analysis of the test data are addressed in this paper. For the thermal-environmental simulation of spacecraft bus, an artificial heating through the radiator zones and onto some critical heat-dissipating electronic boxes was made by Absorbed-heat Flux Method. Test data obtained in terms of temperature history were reduced into flight heater duty cycles and converted into the total electrical power required for spacecraft thermal control. Verification result of flight heaters dedicated to the bus thermal control is presented. Additionally, an exhaustive heating-control process for maintaining the spacecraft thermally safe and for realistic simulation of the orbital-thermal environment during the test are graphically shown. Qualitative suggestions to post-test model correlation are given in consequency of the analysis.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권2호
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• pp.178-183
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• 2012

위성체의 열진공 시험에는 우주 열환경을 모사하기 위하여 직접 방열판 표면에 열을 공급하는 접촉식 히터와 일정 거리를 두고 간접적으로 복사에 의해 열을 공급하는 비접촉식 히터가 사용된다. 이는 태양 복사 뿐 아니라 지구의 적외선 및 알베도(Albedo)를 모사하며, 열환경 시험 요구에 따라 정의된 온도 조건에 필요한 열을 공급하기도 한다. 일반적으로 접촉식 히터 사용이 불가할 경우 비접촉식 히터를 사용하게 되는데, 이때 복사에 의한 열전달량을 고려하여 적절한 히터파워를 산정하고 히터 미작동시 방열판과 챔버 슈라우드와 열교환에 있어 간섭이 없도록 히터의 위치를 설정하는 것이 필요하다. 본 논문은 열해석상용 프로그램인 SINDA를 이용하여 비접촉식 히터의 최적화 열설계를 수행하였으며, 이를 통해 시험시 유효한 설계값을 도출하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제12권3호
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• pp.62-68
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• 2007

A conceptual thermal design is performed for the optical payload system of a geostationary satellite. The optical payload considered in this paper is GOCI(Geostationary Ocean Color Imager) of COMS of Korea. The radiative thermal control system is employed in order to expect a small thermal gradient in the telescope structure of GOCl. Two design margins are applied to the dedicated radiator dimensioning, and three kinds of configuration to the heater power sizing. A Monte-Carlo ray tracing method and a network analysis method are utilized to calculate radiative couplings and thermal responses respectively. At the level of conceptual design, sizing thresholds are presented for the radiator and heater on the purpose of determining the mass and power budget of the spacecraft.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.24-24
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• 1999

This study addresses the effectiveness of TEC(Thermoelectric cooler) application for spacecraft thermal control. The required radiator area and power consumption characteristics of active thermal control using TEC are compared with the passive control at BOL and EOL through unsteady thermal analyses by calculating external heat fluxes. When the component operating temperature is low enough in TEC active control, the required radiator area can be smaller than the passive thermal control. TEC also needs less power consumption than the passive control under the condition that the temperature of cooling pars is low enough and/or the design temperature margin of the components is narrow enough.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권6호
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• pp.580-585
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• 2009

본 논문은 항우연에서 개발 중인 위성 탑재카메라 FPA-CU(Focal Plane Assembly Cooling Unit) 의 개념설계 및 열설계에 대한 개략적인 내용을 기술하고 있다. FPA-CU은 국내 기술로 설계/제작되는 최초의 우주용 냉각유닛이다. FPA-CU에는 일반적인 히트파이프와 방열판을 이용한 냉각유닛과는 다르게 TBM(Thermal Buffer Mass)이 부착되어 있으므로 열적거동이 기존의 냉각유닛과 다르며, 설계에 있어 천이열전달 해석이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 TBM의 용량산출 및 형상적 영향을 포함한 전체 냉각유닛 설계방법을 제시하고 전체 냉각유닛에 대한 열해석 결과를 기술하고 있다. 열해석 결과 냉각유닛의 요구조건을 잘 만족시킴을 알 수 있었으며, 최상단부 히트파이프가 비정상 작동하는 경우 FPA의 온도가 $3{\sim}4^{\circ}C$ 정도 상승함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 위성용 열제어 유닛 설계에 대한 국내 기술적 자립 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권5호
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• pp.474-480
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• 2011

지구의 저궤도에서 운용되는 영상센서는 극저온 환경에서 태양 복사 뿐 아니라 지구의 적외선 및 알베도(Albedo)의 영향을 받는다. 극한 환경에 노출되는 영상센서는 작동/비작 동시 허용 온도를 벗어나지 않도록 열설계가 필요하며, 정상상태 에너지 평형식을 통해 필요한 방열판 면적 및 히터 예비 설계 값을 설정한다. 일반적으로 위성체 패널에 주기를 갖는 발열장비가 장착되어, 패널의 일부를 방열판 면적으로 설계한다. 본 논문에서는 위성체와 분리하여 설계하는 영상센서의 열제어를 위하여, 내부에서 항상 발열하는 장비의 열을 히트파이프를 이용하여 패널에 장착된 방열판으로 효과적으로 전달하도록 설계하였다. 예비 설계값을 기준으로 수치해석에 기반을 두는 SINDA를 이용하여 궤도 열해석을 실시하여, 방열 면적 및 히터 설계는 쉽고 빠르게 계산되어졌다. 또한, 방열 성능을 유지하면서 질량을 줄이도록 방열판을 립형상(Rib-type)으로 설계하였으며, 궤도 열해석 결과, 영상센서의 열적 요구사항을 만족함을 검증하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제7권2호
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• pp.48-58
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• 2009

1960년대부터 최고 2K까지의 극저온 냉각이 필요한 부품을 탑재하는 위성체의 개발에 극저온 냉각기술들이 채택되어왔다. 최근에는 과학용, 군사용 및 기상관측 임무용등 적외선 광학계를 탑재한 위성개발 프로그램 이 급격히 증가함에 따라 극저온 기술의 괄목할만한 성장을 이루고 있다. 일반적으로 극저온 냉각기술은 적외선 광학계 내에 존재하는 잡음을 최소화하기 위하여 광학 요소 및 검출기를 냉각하는데 사용되며, 요구온도, 열량 및 작동 수명에 따라 요구되는 냉각기술이 달라진다. 본 논문에서는 최근의 우주용 극저온 냉각기술의 동향에 대하여 기술하고자 한다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권6호
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• pp.701-709
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• 2017

One of the components that used in the satellite thermal control subsystem is the Mechanically Pumped Fluid Loop (MPFL) system; this system mostly used in geosynchronous orbit (GEO) satellites, and can transfer heat from a hot point to a cold point using the fluid which circulated in a closed loop. Heat radiates to the deep space at the cold plate to cool down the fluid temperature. In this research, the radiative heatexchanger (RHX) for a MPFL system is optimized. The genetic algorithm has been used for minimizing the total mass and pressure drop by considering a constant transferred heat rate at the heat exchanger. The optimization has been done in two cases. In case I, two parameters are considered as a goal function, so optimization is performed using NSGA-II method. Results of optimization are shown in the pareto diagram. In case II, the diameter of pipe is considered constant, so the optimized value for distances of the parallel pipes is obtained by using the genetic algorithm, in which the system has the least total mass. Results show that in the RHX, by increasing the pipe diameter, pressure drop decreases and total mass increases. Also by considering a constant value for pipe diameter, an optimum distance between pipes and pipe length are obtained in which the system has a minimum mass.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.416-421
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• 2010

The north and south panel of a geostationary satellite are used for radiator panels to reject internal heat dissipation of electronics units and utilize several heat pipe networks to control the temperatures of units and the satellite within proper ranges. The design of these panels is very important and essential at the conceptual design and preliminary design stage so several thousands of nodes of more are utilized in order to perform thermal analysis of panel. Generating a large number of nodes(meshes) of the panel takes time and is tedious work because the mesh can be easily changed and updated by locations of units and heat pipes. Also the detailed panel model can not be integrated into spacecraft thermal model due to its node size and limitation of commercial satellite thermal analysis program. Thus development of a program was required in order to generate detailed panel model, to perform thermal analysis and to make a reduced panel model for the integration to the satellite thermal model. This paper describes the development and the verification of panel thermal analysis program with ist main modules and its main functions.