• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.7
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• pp.4072-4080
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• 2014

The Peltier Module has been used to dissipate the heat from electronic devices and electronic components. In this module, a heat sink is used to release the operating heat into the air outside. This study addressed the heat transfer characteristics for a heat sink with an inner tunnel. Under forced and natural convection conditions, the heat transfer characteristics were different. Therefore, the cooling and heating performances were studied for the heat sink, which has an inner tunnel. The heat transfer conditions were also evaluated by performing an experimental test, which investigated the heat transfer characteristics related to the variance in time and temperature distribution. Experiments on the heat transfer characteristics of the heat sink were conducted based on the forced and natural convection and temperature distribution changes. In the cooling experiment, the A- and B-shaped cooling pin heat sinks decreased the temperature of the forced convection than the temperature of natural convection. In the forced and natural convection, the A- and B-shaped decreased to a minimum of $-15^{\circ}C$. Under the forced and natural convection conditions, A- and B-shaped cooling pin heat sinks decreased the temperature when the voltage was increased. In the heating experiment, the A- and B-shaped cooling pin heat sinks increased the temperature of the forced convection than the temperature of natural convection. In forced convection, when the voltage was $15^{\circ}C$, the temperature of the A-shaped cooling pin heat sink increased to $150^{\circ}C$, and the temperature of the B-shaped cooling pin heat sink increased to $145^{\circ}C$. Under forced and natural convection conditions, the A- and B-shaped cooling pin heat sinks showed an increase in temperature with increasing voltage.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.126-139
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• 1995

저속의 압축성 유동장에서의 원형 실린더 주위의 유동 및 열전달특성을 해석하였다. 비압축성 유동장에서의 실린더 주위의 유동 및 열전달현상에 대하여는 실험과 수치해석을 포함한 광범위한 연구가 진행되어 왔으며 매우 잘 알려져 있다. 실린더 벽면과 주위 유동장의 온도차가 큰 경우, 밀도의 변화가 커지므로 유동장은 압축성 유체가 되나 지배 방정식의 복잡함과 적절한 수치해석 방법의 부족으로 실린더 주위의 유동장을 압축성유체로 해석한 경우는 매우 드물다. 현재 압축성유동 해석에 널리 사용되는 time marching algorithm은 저속의 유동장 해석시 지배방정식에 나타나는 eigenvalue들의 괴리에 의하여 수렴속도가 현저히 떨어지게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 난점을 극복할 수 있는 time-derivative preconditioning 방법을 사용하여 온도차가 큰 유동장에서의 강제 및 혼합대류에 대한 계산을 수행하였고 이들의 열전달특성을 비교하였다. 강제대류의 경우 실린더 벽면 온도의 증가에 따른 밀도 감소의 영향은 유동장의 Re수를 감소시켜 확산의 영향을 증가시키면서, 혼합대류의 경우 부력의 영향은 가열되는 유동장의 범위와 재순환 영역을 강제대류에 비해 현저히 감소시킨다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.51-57
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• 2009

In this study, a new topology optimization method is developed to design heat-dissipating structure with forced convection. To cool down electrical devices or mechanical machines, two types of convection models have been widely used: the natural convection model with a large Archimedes number and the forced convection with a small Archimedes number. In these days, lots of engineering application areas such as electrochemical conversion devices (Fuel cell) or rocket propulsion engines adopt the forced convection to dissipate the generated heat. Therefore, to our knowledge, it becomes an important issue to design flow channels inside which the generated heat dissipate. Thus, this paper studies optimal topological designs considering fluid-heat interactions. To consider the effect of the advection in the heat transfer problem, the incompressible Navier-stokes equation is solved. This paper numerically studies the coupling phenomena and presents optimal channel design considering forced convection.

• Journal of Energy Engineering
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• v.13 no.4
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• pp.275-280
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• 2004

Augmentation of heat transfer by ultrasonic vibration in pipes are investigated. Measurements of convective heat transfer coefficients on circular pipe walls are made with and without ultrasonic vibration applied to water. These data are compared with each other to quantify the effects of ultrasonic vibration on heat transfer enhancement. Numerical analysis has been also performed in order to extend the ranges of examined temperature and flow rate. FLUENT Ver.6.1 is used to simulate velocity and temperature fields and evaluate heat transfer coefficient with and without ultrasonic vibration. The results show that the ultra- sonic vibration enhances the Nusselt number of forced convection flow and the increase rate strongly depends on flow rate.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.683-688
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• 1997

원전의 중대사고 발생시 형성될수 있는 노심용융물의 고화피막층을 동반하는 용융물의 자연대류 열절달 특성에 대한 실험결과를 정밀 분석하고, 이에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 본 연구대상 실험은 종횡비가 작은 경우와 큰 경우에 대하여 용융물을 자연대류와 강제대류로서 냉각하는 조건에서 경계조건에 따른 용융물의 피막층 두께를 측정하였고, 피막층 주변의 열전달량을 측정ㆍ분석한 것이다. 실험결과를 정밀 분석한 결과, 용융물의 고화 피막층 형성이 용융물의 자연대류 열전달양에 많은 영향을 미쳤으며, 종횡비가 큰 경우는 냉각 조건도 자연대류 열전달 양에 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 고화층 두께 증가에 따른 종횡비 감소는 자연대류 열전달양 감소율을 작게하는 것으로 나타났다. 피막층 형성이 있는 용융물의 자연대류 열전달 해석 결과, 실험에서의 열손실 때문에 용융물의 고화 피막층 두께가 실험결과보다 다소 작게 나타났으며, 자연대류 열전달 흐름이 피막층 형성에 미치는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.10 no.3
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• pp.90-98
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• 2006

The Heated Tube Facility(HIF) was fabricated to identify the forced convective heat transfer and the cooling characteristic for the hydrocarbon fuel(Jet A-1), which is used for the coolant of the regenerative cooling system. The forced convective heat transfer coefficient was calculated from the measured coolant and tube surface temperature. In case of using the Jet A-1, the maximum heat flux which the coolant can absorb was identified by determining the critical wall temperature generating the burnout on the fixed flow condition. The inlet bulk-temperature of the coolant has a direct influence on the forced convective heat transfer characteristic.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.345-353
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• 1987

An analysis is performed to study flow and heat transfer characteristics of mixed free and forced convection about a sphere. Nonsimilar boundary layer equations which are valid over the entire regime of mixed convection are derived in terms of the mixed convection parameter, Gr/Re$^{2}$, through a dimensional analysis. The transformed conservation equations are solved by a finite difference method for the whole range of mixed convection regime. Numerical results for fluids having the Prandtl number 0.7 and 7 are presented. As the mixed convection parameter increases, the local friction coefficient and local heat transfer coefficient increases as well. For small Prandtl number, the friction coefficient is larger, while for large Prandtl number, the heat transfer coefficient is larger. Natural convection effect on the forced flow is more sensitive for small Prandtl number fluid. Flow separation migrates rearward as an increase in the mixed convection parameter. For small Prandtl number, the buoyancy effect is relatively small so that the flow separation occurs earlier.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1459-1460
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• 2011

자성유체에 60Hz의 교류자기장을 인가할 때 발생되는 냉각효과를 해석하기 위해 유한요소법을 결합하였다. 열원으로는 전류가 코일에 흐를 때 생성되는 줄열과 닐운동과 브라운운동으로 야기되는 전력손실에 의한 발열이 있다. 교류자기장은 주파수가 낮기 때문에 줄열이 주요한 열원이 된다. 그러므로 코일에서 자성유체로 일어나는 열전달과 자연대류현상은 코일의 표면에서 일어난다. 자연대류현상을 해석하기 위해서는 자성유체의 부력밀도를 고려해야 한다. 부가적으로 자계의 세기와 온도에 관한 함수인 자화와 자기체적력밀도로 인해 자기대류현상과 같은 강제대류가 일어난다. 이러한 두 가지 대류현상으로 인해 교류자기장을 인가한 자성유체에서 냉각효과가 일어난다. 자기체적력밀도는 유한요소법으로 보간된 가상공극개념을 이용하여 켈빈전자기력밀도를 이끌어 낸 후 이를 수치적으로 이용하여 구하였다. 랑제방함수는 켈빈전자기력밀도와 전력손실을 계산하는데 필요한 비선형 자화율을 고려하기 위해 사용하였다.

• Journal of the KSME
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• v.29 no.4
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• pp.394-402
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• 1989

열전달 분야 중에서도 대류열전달에 관련된 수치해석적 연구가 현재 국제적으로 많은 연구의 대상이 되고 있으므로 이번 기회에 국내에서 수치적 방법을 이용한 대류열전달 분야의 연구동 향을 간략히 기술하고자 한다. 대류열전달 분야를 소분류하는 방법에는 여러 가지가 있겠으나 이번 조사에서는 "자연대류 열전달", "강제대류 열전달" 그리고 "상변화 열전달"의 세 가지로 분 류하였으며 위의 분류에 명확히 속하지 않는 것이라고 유사성을 참고하여 분류하였다. 상기 각 분야에서의 기술 순서는 대략적으로 발표년도 순서를 따랐다. 본 연구동향의 조사에서는 국내 학술 문헌중 "대한기계학회논문집"을 중심으로 하여 이외에 관련된 학술지로서 "공기조화. 냉동 공학", "태양에너지"등에 수록된 논문을 발췌 요약하였다.uot;공기조화. 냉동 공학", "태양에너지"등에 수록된 논문을 발췌 요약하였다.된 논문을 발췌 요약하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.18 no.4
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• pp.273-280
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• 1986

The purpose of this study is to obtain the experimental data of the forced flow dryout heat flux in a heat generating debris bed which simulates the degraded nuclear reactor core after severe accident. An experimental investigation has been conducted of dryout heat flux in an inductively heated bed of steel particles with upward forced flow rising coolant circulation system under atmospheric pressure. The present observations were mainly focused on the effects of coolant mass flux, particle size, bed height, and coolant subcooling on the dryout heat flux The data were obtained when carbon steel particles in the size distribution 1.5, 2.5, 3.0 and 4.0 mm were placed in a 55 mm ID Pyrex glass column and inductively heated by passing radio frequency current through a multiturn work coil encircling the column. Distilled water was supplied with variation of mass flux from 0 to 3.5 kg/$\textrm{cm}^2$ s as a coolant in the tests, while the bed height was selected as 55 mm and 110 mm. Inlet temperature of coolant varied by 2$0^{\circ}C$ and 8$0^{\circ}C$. The principal results of the tests are: (1) Dryout heat flux increases with increase of upward forcing mass flux and particle size; (2) The dryout heat flux at the zero mass flux obviously depends on the Particle size as Previous studies; (3) The forced flow dryout heat flux in the shallow bed is somewhat higher than that in the deep bed,