Journal of Biomedical Engineering Research (대한의용생체공학회:의공학회지)

The Korean Society of Medical and Biological Engineering (대한의용생체공학회)
권호 표지

A Numerical Study of the Three-Dimensional Convective Heat Transfer in an Infant Incubator

신생아 보육기 내에서의 삼차원 대류 열전달에 관한 수치해석

  • 전성수 (연세대학교 보건과학대학 의공학과, 의공학연구소, 의용계측 및 재활공학 연구센터) ;
  • 김영호 (연세대학교 보건과학대학 의공학과, 의공학연구소, 의용계측 및 재활공학 연구센터)
  • Published : 2001.02.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

압력기반의 유한체적법과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 신생아 보육기 내의 삼차원 정상난류유동해석과 대류현상에 의한 열전달을 해석하였다. 보육기 내의 주된 공기유동은 입구에서 유입된 공기가 보육기 위쪽을 지나 출구로 이동하며 각진 구석에서 작은 와류들이 관찰되었다. 보육기의 입구부를 제외한 대부분에서의 유속은 0.1m/s 이하로 나타났으며, 신생아의 다리부분에서의 속도가 머리부분보다 다소 크게 관찰되었다. 입구쪽의 온도가 출구쪽의 온도보다 1~2$^{\circ}C$ 높게 나타났으며 속도 크기가 큰 다리부분에서의 온도가 머리 또는 목부분보다 다소 낮았다. 보육기 내의 온도변화는 약3~4$^{\circ}C$로 다소 크게 나타났는데 이는 입구에서 유입된 공기가 상벽과 직각으로 만나며, 보육기 외벽의 각진 구석부분에 의한 영향으로 생각된다. 따라서 입구속도를 적절히 줄이거나 유선형의 유동을 갖도록 설계하여 열손실을 최소화한다면 보다 효율적인 보육기가 될 것으로 생각된다.

Keywords

References

  1. 소아과학 홍장의(편)
  2. 소아과 개요 이상주(편)
  3. Arch.Dis.Childh. v.42 Heat losses from babies in incubators E.N.Hey;L.E.Mount
  4. Med.Bio.Eng.Comput. v.35 Skin derivative control of thermal environment in a closed incubator F.Telliez;V.Bach;S.Delanand;B.Bouferrache;G.Krim;JP Libert
  5. Acta.paediatr. v.85 Regional skin temperature, heat flow and conductance in preterm neonates nursed in low and in neutral environmental temperature H.Karlsson;R.Olegard;K.Nilsson
  6. Ann.Biomed.Eng. v.20 An application of computational fluid mechanics to the air flow in an infant incubator T.Yamaguchi;S.Hanai;H.Horio;T.Hasegawa
  7. Biomed.Instrum.Technol. v.27 no.4 Three-dimensional visualization of air flow in infant incubators using computational fluid mechanics T.Hasegawa;H.Horio;H.Okino;TW Taylor;T.Yamaguchi
  8. CFD-ACE theory manual version 4.0 CFD Research Corporation
  9. Numerical Hear Transfer. v.7 Enhancements of the SIMPLE method for predicting incompressible fluid flows J.P.Van Doormaal;G.D.Raithdy
  10. Biomechanics and exercise physiology A.T.Johnson