• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.30-30
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• 1999

추진기관의 연소실과 같이 큰 열부하를 받는 경우 막냉각은 연소실을 보호하기 위해서 사용되는 대표적인 냉각기법이다. 막냉각의 성능을 극대화하기 위해서는 냉각유체를 2차원 슬롯을 통해서 분사시키는 것이 가장 효율적이지만 여러 가지 이유 때문에 실제 적용에 있어서는 슬롯입구 부근에 작은 구멍을 만들어 이로부터 분사되는 유체를 통해서 냉각시키게 된다. 본 연구에서는 주어진 덕트에서 분사율, 분사방법, 슬롯의 형상에 따른 슬롯 출구에서의 유동장 및 온도장 측정과 함께 물질전달 방법을 이용하여 슬롯 립(slot lip) 내벽에서 자세한 국소 열/물질전달계수를 구하였다. 분사율 0.5와 1.0에 대해서 주유동과 같은 방향으로 분사시켜줄 경우와, 유동을 제한시켜 주고 이차유동의 방향을 각각 주유동과 같은 방향과 반대방향으로 분사시키는 방법에 대하여 실험하였으며, 슬롯 입구에 경사슬롯을 설치하여 냉각유체를 분사시키는 방법에 대해서 실험하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.64-68
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• 2008

막 냉각 연구를 위해 CFD를 이용할 때 적용 한계 및 그 타당성을 검증하고자 하였다. 이 글에서는 냉각공기공으로부터 분출된 냉각공기가 고온 고속으로 흐르는 주유동과 평판 사이에 벽면을 고온의 가스에 노출되는 것을 막기 위해 위치시킨 막냉각공기 흐름의 형태를 CFD를 이용하여 분석하였다. 모든 경계조건 및 격자계 그리고 검증 단계의 예까지 서술함으로써 이러한 CFD를 이용할 때 유용하게 적용될 방법들을 제공하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.46-46
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• 2008

스텔스 기능을 가진 군사용 항공기는 레이다 망의 추적을 피하기 위해 일반 냉각수 대신에 절연유를 냉각매체로 사용한다. 그러나 절연유는 물에 비하여 열전달특성이 매우 낮기 때문에 항공기 전기전자 기기/부품 발열부를 효과적으로 냉각시키지 못하는 한계성을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 나노유체(Nanofluid) 개념을 이용하여 절연유에 알루미나 및 질화알루미늄 나노분말을 미랑 분산시킨 나노절연유를 제조하고 이것의 열전달특성을 순수 절연유의 그것과 비교 평가함으로써, 냉각특성이 크게 개선된 새로운 냉매로서의 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 다만 나노절연유를 제조함에 있어서 가장 큰 장애물은 오일에 대한 분산성 확보에 있기 때문에, 비드밀 및 초음파를 이용한 나노분말 응집체의 습식분산 및 분산제를 이용한 친유성 표면개질을 동시에 수행함으로써 장시간 안정된 분산성을 확보하도록 노력하였다. 나노유체의 열전도도 및 대류열전달계수는 비정상열선법을 이용하여 측정하였으며, 유체 속의 분말 분산 상태는 원심력을 이용한 분산안정성 평가장치 및 cryo FE-SEM을 이용하여 확인하였다. 또한 분말 형상이 대류열전달에 미치는 영향을 조사하기 위하여 알루미나 나노분말은 구상과 침상의 분말을 모두 사용하였고, 질화알루미늄 외에 다이아몬드 나노절연유도 함께 제조, 평가함으로써 냉각 및 절연특성, 그리고 물리화학적 안정성이 우수하고 실적용 가능성이 가장 높은 재료를 도출하고자 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권5호
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• pp.67-72
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• 2008

본 연구에서는 압력감응페인트를 이용하여 평판에서의 막냉각 계수를 측정하였다. 6개의 막냉각 홀을 평판에 대해 30도의 각도를 갖도록 제작하였고, 평균 분사비는 0.5, 1, 2로 하였다. 그 결과, 압력감응페인트 기법으로 막냉각 계수의 분포를 성공적으로 측정할 수 있었고, 실험 결과는 기존의 참고 문헌의 결과와 유사한 경향을 보였다. 막냉각 홀 근처의 막냉각 계수는 분사비가 낮은 경우가 더 높게 나타났다. 분사비가 증가할수록 막냉각 홀 근처의 막냉각 계수는 낮아졌는데, 이는 높은 냉각 유체의 모멘텀에 의해 막냉각 유체가 주유동의 경계층을 뚫고 표면에서 멀어지기 때문이다. 하류에서는 높은 분사비의 경우가 높은 막냉각 계수를 보였는데, 이것은 막냉각 유체가 표면에 재부착되기 때문이다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.4.2-4.2
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• 2010

최근 열전달율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고 열전도성 나노유체가 주목을 받고 있다. 고 열전도성 나노유체는 액상보다 열전도도가 수백~수만 배 높은 고상의 금속 또는 비금속 나노입자를 물이나 오일 등에 미량 균일하게 분산시킴으로써 기존의 유체가 가지지 못한 높은 열전도율과 분산안정성을 갖는 기능성유체를 말한다. 고 열전도성 나노유체는 기존 냉각시스템에서 냉각유체만 교체할 경우에도 열전달 효율을 20% 이상 향상시킬 수 있는 저비용 고효율작동 유체이다. 이 나노유체는 발전설비, 공조설비, 에너지 산업, 석유화학, 화학공업, 제철산업, 가정용 냉난방설비, 자동차 등 산업 전 분야의 열교환시스템에 활용이 가능하다. 따라서 고 열전도성 나노유체는 종래 열효율의 한계를 돌파할 수 있는 에너지 이용 효율 향상 기술의 패러다임을 바꿀 혁신적인 신소재로 여겨지고 있다. 그러나 현재까지 개발된 나노유체는 초기 열전도 특성은 우수하나 장기간 분산안정성이 확보되지 않아 시간이 경과함에 따라 열전도도가 점점 감소하는 경향을 보인다. 또한 탄소나노튜브를 분산한 나노유체의 경우와 같이 유체의 점도가 크게 증가하여 실제 산업에 적용 시 커다란 동력손실을 초래할 수 있으며 열교환시스템에 파울링이 발생할 소지가 크다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 나노유체에서 열전달이 일어나는 메커니즘이 규명되어야 하지만 아직 명확한 이론이나 가설이 정립되어 있지 않다. 이 논문에서는 나노유체가 높은 열전도율을 보이는 현상을 설명할 수 있는 몇 가지 이론을 살펴 보고 지금까지 개발된 안정성이 아주 높은 나노유체의 열전도 특성을 비교 분석하여 획기적인 열전도성 나노유체 개발 가능성을 살펴보고자 한다. 이를 위해 나노입자의 조성, 유체 내 농도 및 자기장 등이 나노유체의 열전도율에 미치는 영향을 연구하였다.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.42-53
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• 2017

탈질과 탈황을 동시에 수행하는 과산화수소($H_2O_2$) 수용액 세정탑의 반응효율을 증가시키기 위해 예혼합이 이루어지는 혼합 냉각기(mixing quencher) 영역 내부의 유체유동에 대한 수치해석이 수행되었다. 산업공정에서 상용화되고 있는 세정탑 전단부의 혼합냉각기에서 과산화수소 수용액이 주입되는 노즐의 분사방식은 배기가스와 과산화수소 수용액의 혼합에 중요한 역할을 하며, 혼합냉각기에서의 혼합도는 세정탑 의 효율을 결정하는 중요 요소가 된다. 본 연구에서는 혼합냉각기 내부유체의 농도분포 개선을 목적으로 하여 혼합냉각기 내의 노즐 관의 배열을 조절하거나 노즐 팁 각도를 변경하며 유체혼합을 최적화하였다. 전산해석은 이 냉각기영역의 내부유동 및 각 유체 농도에 대한 RMS (root mean square) 값을 계산하여 내부유체의 혼합도의 개선을 확인하였다. 세부적으로는 노즐 관의 위치를 조절할 때 변경되는 냉각기 영역 후단의 농도 RMS 값을 확인하여 난류형성위치에 따른 최적화된 혼합도를 확인하였으며 기본형상 대비 난류형성방향을 조절하는 목적의 노즐 팁 각도를 증감하여 농도분포의 균질화를 비교하였다. 노즐 관의 배열에 따라 난류형성위치와 그에 따른 유체혼합이 해석되었다. 또한 노즐 팁 각도를 조절하는 경우에는 유동방향과의 각도에 따라, 흐름이 병류와 향류에 따라 혼합도의 최적화를 확인할 수 있었다. 노즐 관의 위치는 0.3 m, 노즐 팁은 병류의 $15^{\circ}$일 때 최적의 조건을 가지며 가장 낮은 RMS 값인 12.4%를 가졌다.

• 유변학
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• 제1권1호
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• pp.71-79
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• 1989

임계연신비로 특징지어지는 비등온 방사공정에서의 Draw Resonance 발생을, White 의 변형속도에 따라 변하는 물질의 이완시간 모델에 의한 convected Maxwell 유체의 방사 모형을 사용해서 연구했다. 임계연신비의 계산에는 다른 연구자들이 이용하는 통상의 복잡 한 수치계산인 eigenvalue 방법을 쓰지 않고 전파하는 동적 waves 에 근거한 간단한 Hyun 의 이론을 사용했다. 그 결과 Staton Number와 냉각 공기온도로서 나타내지는 방사공정의 냉각이 공정을 안정시킨다는 것이 밝혀졌다. 다시 말해서 연신점도가 변형후화인 유체이거 나 변형박화인 유체이거난 상관없이 항상 Stanton Number가 켜지거나 또는 냉각공기온도 가 낮아질수록(즉냉각효과가 커질 때) 임계연신비가 커지는 것이다(단변형박화 dvcp의 빌부 구간을 제외하고) 한편 Draw Resonacnce 에 미치는 냉각의 효과는 무차원 이완시간(a Weissenberg Number 혹은 a Deborah number)이 커질수록 작아진다는 것도 발견됐다. 이 것은 process Time 이 작아지면 열전달이 작아지기 때문이다. 이러한 내용들은 다른 연구 자들의 결과와도 잘 부합된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.161-162
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• 2014

본 연구의 목적은 HVDC Valve module 및 valve tower에 유입되는 냉각 유체의 유동장 동적 해석과 동시에 냉각 유체의 동적 특성을 측정 비교함으로써 유동 해석의 적합성을 판단하고, HVDC valve module과 valve tower의 냉각 유로 및 관련 기구 설계의 기초 자료로 활용하는데 그 목적이 있다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.197-204
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• 2004

30톤급 지상시험용 연소기의 재생냉각 유로의 설계를 수행하였다. 사용된 1차원 설계 프로그램은 NAL에서 보고한 고압 연소시험과 모비스 ECC엔진의 물냉각 성능 데이터와 비교하여 열특성 예측 성능을 검증하였다. 본 설계 조건과 유사한 고압에서의 열유속 예측 성능을 확인하였고 물냉각 성능 역시 참고문헌에서 제시하는 것과 동일한 수준의 정확성을 가지는 것으로 검증되었다. 열차폐 코팅 효과를 생략할 경우, 내벽의 최고온도는 약 720 K이 될 것으로 예상되며 냉각유체와 접하는 금속부의 온도는 코킹온도 이하일 것으로 확인되었다. 열차폐 코팅이 적용되었을 경우, 냉각유체 Jet-A1의 예상되는 온도상승은 약 100 K이다.