• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.802-807
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• 2010

산업용 컴퓨터를 포한한 다양한 형태의 공작기계나 자동화 시스템의 배전반이나 제어 패널을 고효율적으로 냉각시킬 수 있는 시스템은 매우 중요한 요소이다. 따라서 이러한 냉각장치는 산업용 로봇, 수치제어 공작기계 등과 같은, 다양한 산업용 시스템에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 패널 내부를 순환하는 공기를 강제적으로 유동시키는 냉각방식을 채택하여 효과적인 패널 냉각을 위한 대향류형 냉각장치를 개발하였다. 본 연구를 통하여 효과적인 냉각장치를 위한 핀 어셈블리를 개발하여 제어용 패널에 적용한 결과, 기존의 시스템에 비하여 냉각 성능과 열교환율이 개선된 결과를 확인할 수 있었다. 연구에 적용된 상용의 시스템에 비해 공기의 유동량은 약 20% 정도 증가하는 현상을 보였고, 열교환량은 약 2배 이상 증가하는 현상을 확인할 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제10권2호
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• pp.20-28
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• 2011

저궤도 관측위성의 광학탑재체는 궤도에서 임무수행을 뒷받침하는 위성 본체와 열적으로 분리되어 각각 독립된 열제어를 할 수 있도록 개발된다. 광학탑재체는 내부에 작동하는 동안에 높은 발열량으로 순간적으로 온도가 상승하는 부품 박스인 FPA(Focal Plane Assembly)의 열을 외부로 방출하기 위한 히트파이프, 방열판으로 구성된 냉각 장치(Cooling Unit)를 가지고 있다. 이러한 냉각 장치는 고온 조건에서 내부 발열을 빠르게 외부로 방출할 수 있는 히트파이프의 성능과 충분한 면적의 방열판 면적을 확보하도록 설계되어야 하고, 동시에 저온 조건에서 최저 온도 이상을 유지하는 위한 히터설계도 포함해야 한다. 본 연구에서는 먼저 FPA 냉각 장치의 열제어 요구조건과 현재 열설계 기준의 열해석 결과를 통하여 히터설계에 대한 검토와 설계 제한 조건을 분석을 하였다. 또한 열해석을 이용한 효율적이고 경제적인 위성 히터설계 방식을 제시하고, 이것을 FPA 냉각 장치의 히터설계에 적용하여 개선된 히터설계 요소를 찾았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.34-37
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• 2009

본 연구에서는 액체로켓 엔진용 재생냉각 추력실 내부에서 일어나는 연소와 냉각 과정을 통합된 방법으로 해석함으로서 초기 설계 단계에서 추력 성능, 냉각 특성, 무게 및 크기 간의 trade-off를 수행할 수 있는 수치해석 절차를 제시하였다. 또한 형상 설계, 성능 분석, 냉각 해석과 종합적인 설계 평가를 수행한 실제 적용 사례를 통해 설계 도구로서의 활용도와 신뢰도를 평가하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.117-124
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• 2016

본 연구에서는 디지털 의료용 X선을 이용하여 소듐냉각고속로 금속연료봉 내부의 소듐 충전상태를 평가하고자 하였다. 의료용 X선은 디지털방사선(digital radiography, DR)시스템을 사용하였다. 최상의 공간분해능을 도출하기 위해 X선관의 초점크기와 디지털영상후처리 방법을 변화시켰다. 이때 텅스텐을 이용한 에지방법의 변조전달함수(modulation transfer function, MTF)를 사용하여 선예도(0.5 MTF)와 해상도(0.1 MTF) 를 평가하였다. 그 결과 소초점에서 영상후처리의 대조도를 강화시킨 조건에서 3.871 lp/mm (0.1 MTF)와 3.290 lp/mm (0.5 MTF)의 공간분해능을 얻었다. 결론적으로 이러한 결과는 디지털 의료용 X선을 이용하여 소듐냉각고속로 금속연료봉 내부의 소듐 충전상태를 관찰할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권12호
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• pp.881-889
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• 2019

가스터빈 이차 유로의 프리스월 시스템은 터빈의 효율을 높이고 소재의 수명을 연장하기 위해 설치되는 냉각 장치이다. 본 연구에서는 프리스월 시스템의 설계점을 기준으로 가스터빈 외기 온도와 터빈 부하 변화에 따른 탈설계점 분석을 수행하였다. 탈설계점에서 내부 유동의 특성을 분석하기 위하여 유량계수와 단열계수를 비교하였다. 터빈 부하 증가에 따라 시스템 내부 냉각 공기의 체적 유량이 증가하였고, 단열계수 또한 20% 터빈 부하와 비교하여 100% 터빈 부하에서 30.46% 상승하였다. 외기 온도가 증가할수록 질량 유량과 냉각 공기의 밀도는 감소하였지만 체적 유량은 상승하였으며, 결과적으로 프리스월 시스템 내부의 냉각 성능은 향상되었다. 프리스월 시스템 출구에서 -20℃ 외기 온도와 비교하여 55℃ 외기 온도의 단열계수는 14.82% 향상되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.218-218
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• 2016

실린더 형태의 유전체 관에 나선형으로 도전체 안테나를 설치하는 타입의 유도 결합 플라즈마원은 간단한 구조로 화학 조성 분석용부터 나노 분말 제조, 반도체용 식각/증착, 표면 처리, 자동차 및 일반 산업 부품용 증착 보조원등으로 널리 사용되고 있다. 고밀도 라디칼/이온의 공급을 위해서 투입 전력을 증가시키는 경우 높은 전력 밀도로 인해서 유전체 관에 인가되는 열응력이 대기압 및 관 고정용 구조물에 의한 구조 응력에 더해져서 파손에 이르는 경우가 발생될 수 있다. 실제 실린더 길이 전체를 안테나 코일로 감는 경우에도 플라즈마 발생 밀도가 높은 지역은 중심 일부 영역에 국한 되는 공정 영역도 있어서 이에 대한 분석이 필요하다. CFD-ACE+를 이용하여 플라즈마의 생성, 냉각수의 열전도, 외부 공냉식 팬의 역할등에 대해서 수치 모델을 작성하여 검토하였다. 나선형 냉각코일의 경우 냉각수량을 일정값 이상으로 증가시키는 경우 유속이 지나치게 빨라져서 열원이 있는 내경쪽 표면에서 열전도가 유속에 비례해서 증가하지 못하는 단점이 발생할 수 있으며 냉각팬의 경우 일반적으로 장치 내부에 대해서만 모델링을 하는 데 실제로 전체 시스템의 주변에서 공기의 흐름을 넓게 해석해야 실제 냉각 효과를 파악할 수 있다. 심한 경우 냉각용 공기 흡입구와 토출구의 간격이 좁아서 열원에 의해서 가열된 공기의 상당량이 다시 냉각용 공기 흡입구로 재순환 되는 경우도 발생하기 쉽다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.69-76
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• 2018

본 연구에서는 가스터빈 블레이드의 필름 냉각에서 45도 리브가 있는 냉각채널의 필름 홀 위치가 블레이드의 표면냉각 성능에 미치는 영향을 전산유체해석 기법을 통하여 분석하였다. 또한 냉각채널의 리브 유무의 영향을 동일 분사율에 대해서 고찰하였다. 수치해석 도메인은 3차원으로 구성하였고 상용코드(Fluent ver. 17.0)를 사용하여 정상상태 조건 하에서 수치해석을 진행하였다. 그 결과를 바탕으로 블레이드 표면에서의 냉각효율, 유속, 유선, 압력 계수를 비교 분석하였고 홀 위치의 변화가 리브 구조에 의해 유발되는 이차 유동의 토출에 미치는 영향을 고찰하였다. 수치해석 결과로부터 리브가 설치되어 있는 경우 냉각채널의 내부유동은 상부에서 반시계 방향 및 하부에서 시계 방향의 와류쌍을 형성하는 것을 확인할 수 있었다. 리브가 있는 채널의 경우 리브에 의하여 발생한 와류유동이 홀 출구 부근에서 더 높은 압력 차이를 유발하여 리브가 없는 경우보다 최소 12% 이상의 높은 냉각 효율을 나타냈다. 또한 리브가 있는 채널 중에서 홀이 좌측에 위치한 경우(Rib-Left) 리브에 의하여 발생한 이차 유동이 홀 부근의 벽면에 부딪혀 홀 경사각 방향으로의 유동이 형성되는 것을 확인하였다. 블레이드 표면으로 토출된 냉각기체가 주 유동 경계층 내부에서 머무는 영역이 다른 케이스에 비하여 넓기 때문인 것으로 사료된다. 또한 이 경우 홀 출구 부근에서 가장 큰 압력 계수 차이를 나타내었고 이로 인하여 냉각기체의 토출이 촉진되어 냉각효율이 다소 증가하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.353-354
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• 2008

옥외 현장에 설치되어 있는 PANEL은 하절기에 내부 온도가 높아져 PANEL 내부에 설치되어 있는 제어장치의 정상 동작을 방해 할 수 있다. 실제로 하절기 오후 $2{\sim}3$시경 PANEL 내부의 온도는 약 $60{\sim}75^{\circ}C$ 정도의 고온을 유지한다. 근래에는 현장 PANEL 내부에 PLC 및 컨트롤러등 전자화된 제어 장치의 설치 비중이 증가하고 있고 대부분의 컨트롤러 사용 온도는 약 $0{\sim}55^{\circ}C$ 이므로 하절기 고온 상태에서 정상적인 동작을 기대하기는 어렵다. 본 논문에서는 옥외 자립형 PANEL의 냉각 장치를 개발하여 운영하고 그 효과를 분석, 검토함으로써 하절기 고온 상태에서도 안정적으로 설비가 정상 동작하기 위한 방안 제시를 주요 목적으로 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.100-109
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• 2006

구리합금을 연소실 내벽으로 사용하고 탄화수소계 연료를 추진제로 사용하는 재생냉각 연소기에서 냉각채널 벽면온도가 상승함에 따라 냉각채널에 반응물이 침착되는 코킹현상이 일어난다. 이러한 현상은 냉각채널을 흐르는 연료에 의한 냉각효과를 감소시키게 되고, 높은 열유속으로 운영되는 연소기 내부벽면을 과열시켜 손상에 이르게 한다. 본 논문에서는 구성된 전기가열장치에 대해 소개하고 연소실 재질로 사용되고 있는 구리합금과 추진제로 사용되는 탄화수소계 연료 Jet A-1에 대해 가열시험 결과를 제시한다. 시험결과에 따라 각 조건에서의 구리합금과 Jet A-1의 적합성을 평가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.132-136
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• 2004

연소실 내부에서 주유동의 난류강도가 엇갈린 배열의 사각홀의 막냉각 성능에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였으며, 주유동의 $10\%$ 난류강도 하에서 온도장 및 단열 막냉각 효율이 측정되어졌다. 온도장의 결과는 주유동의 높은 난류강도에 의해 전체적인 값들이 감소하고, 두터운 냉각유체 막이 형성됨을 보였으며, 흘 인접영역에서 주유동의 높은 난류강도에 의해 낮은 막냉각 효율 값을 보이지만, 하류로 진행함에 따라 냉각성능의 차이가 줄어듦을 보였다.