• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.781-788
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• 2013

엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포 계산은 엔진 전체 구조안정성 평가시 열응력에 의한 변형을 고려하기 위해 필수적으로 수행된다. 최근 박용 및 발전용 중속엔진은 압축비 및 출력이 증대 되어 설계되고 있는 추세여서 증가된 연소실 열부하에 의한 영향을 고려하기 위해 열전달 해석의 높은 정확도가 요구되고 있다. 본 연구에서는 엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포를 계산하고 계산된 온도 수준이 설계기준에 만족하는지를 정확히 평가 하기 위한 열전달 해석 프로세스를 정립하였다. 각 주요 열부하 영역의 경계조건 설정 과정을 1 차원 엔진 성능해석 및 3 차원 열유동 해석을 통하여 산출하여 적용하였으며 해석 결과는 해당엔진 모델의 프로토 타입엔진 주요 부품 온도를 계측하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.567-578
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• 2015

Leidenfrost 온도 이상으로 가열된 벽면과 충돌하는 액적의 속도가 열전달 특성에 미치는 영향에 관한 실험 연구를 수행하였다. 동기화된 초고속 가시화 카메라와 적외선 카메라를 이용하여 벽면과 충돌하는 액적의 충돌 특성과 충돌면의 온도 분포를 측정하였다. 획득한 표면온도 분포를 충돌면의 경계 조건으로 이용하여 가열 벽면의 3차원 비정상 열전도 수치해석을 통해 표면 열유속 분포를 얻었다. 수직방향 충돌속도가 증가할수록 최대 액막 직경이 증가하고 가열 벽면과 액막 사이에 존재하는 증기막의 두께가 감소하여 열전달 효율이 증가하였다. 액적은 웨버수가 30보다 작은 경우 되튐현상이 발생하였으며, 큰 경우 작은 액적들로 분쇄되어졌다. 충돌속도에 의한 열전달량의 증가 경향이 되튐영역에서 분쇄영역에서 가면서 약화되었으며, 이는 분쇄현상에 의해 유효 열전달 면적의 확대 효과가 저감되었기 때문으로 해석된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.659-672
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• 1997

합성 박스형 교량의 비선형 온도분포로부터 유발되는 열응답(thermal response)은 여러 변수들의 영향을 받는다( 기상조건, 재료상수, 교량의 위치 및 방향, 단면형상 등). 본 논문에서는 계절, 교량의 위치 및 방향, 단면형상 그리고 몇 가지 재료특성치의 변화가 합성 박스형 교량의 축변형 곡률 및 응력에 미치는 영향 파악을 위해 매개변수해석을 수행하였으며, 이 해석을 수행하기 위한 2차원 시간 종속적 유한요소모델에 대해 간략히 언급하였다. 먼저, 매개변수들이 하루동안의 곡률 변화에 미치는 영향에 대해 고려하고, 최대 곡률을 나타내는 시간의 합성 박스형 단면의 은도 및 응력분포에 미치는 영향에 대해 고려하였다. 최종적으로, 이 매개변수들의 변화가 온도에의한 축변형, 곡률 및 응력의 일최대값에 미치는 영향에 대해 고려하였다. 온도에의한 영향은 경우에따라서는 사하중이나 활하중이 구조물에 주는 영향만큼 클 수 있고 또한 강합성교의 설계시 바닥판 콘크리트 슬래브와 강재들보와의 온도차를 $10^{\circ}C$로 가정하고, 동시에 온도의 분포가 콘크리트 슬래브단면과 강재들보단면에서 일정하다고 가정하고 구한 온도응력은 실제 온도하중의 영향을 과소평가할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.403-414
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• 1994

본 연구에서는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각재 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 재료비선형성을 고려하기위해 콘크리트의 압축거동은 Drucker-Prager 항복규준에 의해 모델링하며 부착효과를 고려한 콘크리트의 인장거동을 나타내기 위해 인장증강모델을 사용하였다. 철근은 축방향력만을 받는 분포 철근층으로 모델링하였으며 steel liner는 Von Mises 항복규준에 따라 모델링하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본 연구에서의 수치해석결과에 의하면 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할때의 응력이 고려하지 않을때의 응력에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구는 우리나라에서 많이 건설되고 있는 원자력발전소의 정확하고 진보적인 해석을 위하여 비선형해석 기법을 유도하여 제시하였으며, 특히 온도분포의 비선형성과 재료비선형을 고려한 고급 유한요소해석을 가능케하고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권7호
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• pp.682-691
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• 2006

This study was conducted to assess the effect of mixed fuel composition and mass fraction on spray inner structure in evaporating transient spray under the various ambient conditions. Spray structure and spatial distribution of liquid phase concentration are investigated using a thin laser sheet illumination technique on the multi-component mixed fuels. A pulsed Ar+ laser was used as a light source. The experiments were conducted in a constant volume vessel with optical access. Fuel was injected into the vessel with electronically controlled common rail injector. Used fuel contain $i-octane(C_8H_{18}),\;n-dodecane(C_{12}H_{26})$ and $n-hexadecane(C_{16}H_{34})$ that are selected as low-, middle- and high-boiling point fuel, respectively. Experimental conditions are 25Mpa, 42MPa, 72MPa and 112MPa in injection pressure, $5kg/m^3,\;15kg/m^3\;and\;20kg/m^3$ in ambient gas density, 400K, 500K, 600K and 700K in ambient gas temperature, 300K and 368K in fuel temperature, and different fuel mass fraction. Experimental results indicate that the more high-boiling point component, the longer the liquid phase it were closely related to fuel physical properties, but injection pressure had no effect on. And there was a high correlation between the liquid phase length and boiling temperature at 75% distillation point.

• 생태와환경
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• 제37권3호통권108호
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• pp.304-312
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• 2004

수 생태계 내에서 흔히 볼 수 있는 3영양단계 먹이사슬 구조를 이루는 종들이 밀도비 의존 모델로써 구현 될 때 외부 환경에 대해서 어떻게 반응하는지를 연구하였다. 환경 요인은 주기적 요인과 일반적 노이즈 두 부분으로 나누었다. 주기적 요인이 온도로써 대표되었을 때 온도변이를 바이어스와 주기로 나누었고, 기타 복합적인 노이즈는 가우스 분포로 나타내었다. 온도변이 바이어스 ${\varepsilon}$, 온도주기 ${\Omega}$, 및 가우스 노이즈 크기 ${\'{O}}$가 서로 결합하여 3영양단계 먹이사슬에서 개체군 멸절을 포함한 다양한 개체군 동태를 보여 주었다. 변수의 적절한 값에 따라 '안정된 제한 사이클'이나 '이상한 끌개'를 보여 주었으며, 전체적으로 개체군 동태는 환경 변수에 따라 민감하게 반응하였고, 포식자 및 최상위포식자 개체군의 멸절시간이 조절되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4134-4145
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• 2022

The collimator is one of the high-heat-flux components used to avoid a series of vacuum and thermal problems. In this paper, the heat load distribution throughout the collimator is first calculated through experimental data, and a transient thermodynamic simulation analysis of the original model is carried out. The error of the pipe outlet temperature between the simulated and experimental values is 1.632%, indicating that the simulation result is reliable. Second, the model is optimized to improve the heat transfer performance of the collimator, including the contact mode between the pipe and the flange, the pipe material and the addition of a twisted tape in the pipe. It is concluded that the convective heat transfer coefficient of the optimized model is increased by 15.381% and the maximum wall temperature is reduced by 16.415%; thus, the heat transfer capacity of the optimized model is effectively improved. Third, to adapt the long-pulse steady-state operation of the experimental advanced superconducting Tokamak (EAST) in the future, steady-state simulations of the original and optimized collimators are carried out. The results show that the maximum temperature of the optimized model is reduced by 37.864% compared with that of the original model. The optimized model was changed as little as possible to obtain a better heat exchange structure on the premise of ensuring the consumption of the same mass flow rate of water so that the collimator can adapt to operational environments with higher heat fluxes and long pulses in the future. These research methods also provide a reference for the future design of components under high-energy and long-pulse operational conditions.

• 대한기계학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.156-163
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• 1977

길이방향의 열전도효과가 비교적 큰유체- 고체 열교환계내에 일정한 조ㅍ은 온도를 가진 유체가 유입될 때 이에 따른 비정상 온도분포가 해석되었다. 이러한 계를 기술하는 연립편미분 방정식의 수치해가 유한차분법에 의해 구해졌으며, 열전도가 무시된 경우에 대한 해석적 해를 구하여 위의 결과를 검증하였다. 한편 이상화된 모델에 대한 실험을 행하고 이 결과를 앞서 구한 수치해와 비교 검토하였다. 여기서 구해진 온도분포를 이용하여 축열효율${\eta}_A$및 ${\eta}_B$를 ${\eta}_A$는 시간 t에서의 축열량과 정상상태에 도달했을 때의 축열량의 비로 , 그리고 ${\eta}_B$는 시간 t 동안의 축열된 양과 공급된 열량의 비고 정의하여 온도분포와 효율들에 애하여 시간변수 .tau., 위치변수 .xi.와 무차원 열확산율 .betha.가 미치는 영향을 조사하였다. 이에 따르면 온도는 .betha. 가 적어짐에 따라 점점 가파르게 분포되고 한편 ${\eta}_A$는 .tau.가 점점 커지거나, .xi.가 작아질수록 좋아지는 것을 알 수 있다. 또한 ${\eta}_B$는${\eta}_A$와는 정반대의 경향을 보여주어 축열계의 최적상태가 존재함을 알 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.409-412
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• 2009

75톤급 액체로켓엔진 터보펌프 조립체에 대한 열응력 해석을 수행하였다. 터보펌프 시스템의 거시적인 거동을 조사하기 위하여 전체 조립체를 해석 대상으로 고려하였으며 해석의 효율성을 높이기 위하여 2차원 축 대칭 모델로 해석하였다. 실제 운전 조건을 고려하여 예냉, 운전 및 운전 후 단계에 대한 열전달 조건을 상정하여 해석하였으며 각 단계에서의 온도 분포, 응력 분포 및 변형량을 예측하였다. 해석에는 터보펌프를 감싸고 있는 단열재의 영향 및 베어링에서 발생하는 발열량을 고려함으로써 최대한 정확한 예측이 가능하도록 하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권2호
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• pp.8-18
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• 2006

A CFD benchmark calculation for a steam blowdown test was performed for 30 seconds to develop the methodology of numerical analysis for the thermal mixing between steam and subcooled water. In the CFD analysis, the grid model simulating the sparger and the IRWST pool were developed by the axisymmetric condition and then the steam condensation phenomena by a direct contact was modelled by the so-called condensation region model. Thermal mixing phenomenon in the subcooled water tank was treated as an incompressible flow, a free surface flow between the air and the water, a turbulent flow, and a buoyancy flow. The comparison of the CFD results with the test data showed a good agreement as a whole, but a small temperature difference was locally found at some locations. The commercial CFD code of CFX4.4 together with the condensation region model can simulate the thermal mixing behavior reasonably well when a sufficient number of mesh distribution and a proper numerical method are adopted.