Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.19
no.1
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pp.61-67
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2015
The cooling of hot exhaust gas is an important issue for the construction of combustor test facility. Water spray is an effective method for exhaust gas cooling due to its large latent heat in process of evaporation. In this study, 1-D analysis has been performed based on continuity, energy conservation, and saturated vapor property to understand water spray cooling of combustion gas. In the exhaust duct of combustor test facility, the injected water decreases combustion gas temperature, and evaporates in the combustion gas. However, some of the injected water is collected in the sump due to condensation. The evaporation of water helps combustion gas cooling, but causes pressure increase inside the exhaust duct due to increase of vapor pressure. These phenomena has been analyzed by 1-D modeling in this study. From 1-D analysis, the adequate mass flow rate of water spray to cool combustion gas and to avoid excessive pressure rise inside the exhaust duct has been decided.
전력용 변압기에서 강제송유 냉각방식을 채택할 경우 절연유 강제 순환을 위한 펌프가 필요한데, 매 설계 시 마다 유동해석 혹은 설계 프로그램을 통해 펌프를 선정하게 되면 상당한 시간이 소요된다. 이러한 시간적 손실을 줄이고자 유동해석 및 유체 이론에 근거하여 간단하게 엑셀 시트로 프로그램화 하였다.
본 연구는 히트싱크의 효율적인 설계를 위하여 히트싱크 휜의 형상을 변화시켜 냉각성능에 대한 연구를 수행하였다. 휜의 형상을 Vertical, Round, S-Curve, Triangle의 네 가지와 휜의 개수를 16개와 64개로 설계해, 총 8가지로 설계 및 해석 하였다. 이와 같이 설계된 히트싱크는 Fluent 6.3.26 으로 수치해석 하였고, 해석 결과 약간의 형상을 변경하는 것 보다는 휜의 개수를 늘리는 것이 냉각성능을 높이는데 더 효과적인 것으로 드러났다. 히트싱크의 온도분포와 열전달계수에 대한 수치해석을 통해 휜의 개수가 64개이고 S-Curve의 형태에서 냉각성능이 가장 우수한 것으로 나타났다.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.6
no.2
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pp.9-17
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2002
For turbulent spray combustion flows a coupled numerical procedure was developed, This method was discretized by using generalized curvilinear coordinates to handle complex geometries. The preconditioning and eigenvalue rescaling techniques were employed to provide efficient convergences over a wide range of subsonic Mach numbers. The accuracy was validated by simulating the laminar cavity flow. The film cooling effect of a liquid rocket engine (KSR-III) were investigated by a spray combustion analysis. The film cooling showed a negative effect on the combustion efficiency. In the combustion chamber wall, the film cooling effect was revealed to be promoted by the production of fuel rich zone.
Utilizing a thermo-acoustic emission (AE) technique, a study on detection and evaluation of microfractures in cross-ply laminate composites was performed. Fiber breakages and matrix fractures formed by a cryogenic cooling at $-191^{\circ}C$ were observed with ultrasonic C-scan, optical and scanning electron microscopy. Those microfractures were monitored in a non-destructive in-situ state as three different types of thermo-AE signals classified on the basis of Fast-Fourier Transform and Short-Time Fourier Transform. Thus, it was concluded that real-time estimation of microfracture processes being formed during cryogenic cooling could be accomplished by monitoring such different types of thermo-AEs in each time-stage and then by analyzing thermo-AE behaviors for the respective AE types on the basis of the AE signal analysis results obtained during thermal heating and cooling load cycles.
The electro-optical payload of a low-earth orbit satellite is thermally decoupled with the bus, which supports a payload for a mission operation. The payload has a cooling unit of FPA(Focal Plane Assembly) which has a thermal behavior increasing its temperature instantly during an operation in order to dissipate a waste heat into the space. The FPA cooling unit should include a radiator and heatpipes with a sufficient performance in worst hot condition, and a heater design to maintain its temperature above a minimum allowable temperature in the worst cold condition. In this paper, we analyzed the thermal requirements and the heater design constraints from the thermal analysis results for the current thermal design of the FPA cooling unit and the design elements of the better heater design were found.
Kim, Hyun Muk;Bae, Seong Hun;Bae, Dae Seok;Park, Cheol Hyeon;Jeon, Hyeok Soo;Kim, Jeong Soo
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2017.05a
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pp.591-595
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2017
Numerical simulations were carried out to analyze thermo-fluid dynamic and missile-motion performance by using two-phase flow model and dynamic grid system. To analyze the interaction among the hot gas, coolant, and mixture flow, Realizable $k-{\varepsilon}$ turbulence and VOF(Volume Of Fluid) model were chosen and a parametric study was performed with the change of coolant flow rate. As a result of the analysis, pressure of the canister showed a large difference depending on the presence or absence of the coolant, and also showed a dependancy on the amount of coolant. Velocity and acceleration were dependent on the canister pressure.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.44
no.12
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pp.1062-1070
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2016
The heat transfer and flow characteristics of gas turbine blade tip were investigated in this paper by using the conjugate heat transfer analysis. The rotor inlet boundary condition profile which was taken from the first stage nozzle outlet was used to analyse. The profile contained the velocity and temperature information. This study presents the influence of tip clearance about aerodynamic loss, heat transfer coefficient and film cooling effectiveness with the squealer tip designed blade model which tip clearance variation range from 1% to 2.5% of span. Results showed that the aerodynamic loss and the heat transfer coefficient were increased when the tip clearance was increased. Especially when the tip clearance was 2% of the span, the average heat transfer coefficient on the tip region was increased obviously. The film cooling effectiveness of tip region was increasing with decreasing of the tip clearance. There was high film cooling effectiveness at cavity and near tip hole region.
Seo, Joung-Ki;Cho, Hee-Ken;Lee, Deog-Gyu;Lee, Seung-Hoon;Choi, Hae-Jin;Kang, Seok-Bong
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.37
no.6
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pp.580-585
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2009
Thermal analysis and design of FPA(Focal Plane Assembly)-CU(Cooling Unit) for Earth observation camera is performed. FPA-CU is the first cooling device for a spacecraft which is designed and manufactured by its own technology in Korea. FPA-CU has a special feature, TBM(Thermal Buffer Mass) which is discriminated from typical cooling devices using heat pipes and radiator. TBM can be regarded as a thermal energy reservoir and it shows thermally transient characteristics, which make it difficult to design the size and shape of TBM. In current study, a method to determine the volume and the size of TBM is proposed and validated. The transient thermal analysis for FPA-CU for 5 operational scenarios is performed and validates the final design of FPA-CU (Radiator,TBM, Heat pipe I/F). In case of an abnormal operation of a heat pipe among three radiator heat pipes, the temperature of FPA can be increased $3{\sim}4^{\circ}C$ according to the numerical simulation.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.9
no.7
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pp.799-804
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2014
To combine to the power transmission, photovoltaic inverter is demanded, because the photovoltaic system is generated direct current power. However, photovoltaic inverter is sensitive to high temperature. In the temperature rising such as at noon and on summer, efficiency of machine is decreased due to the loss increment. Because this problem causes national energy loss according to the expanding the photovoltaic industry, countermeasure is demanded. There, in this paper, we installed a cooling system using a thermoelement regardless of the temperature. Also, we analyze the cooling effect according to the position of two fans which improve the effect maximize.
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