• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.569-575
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• 2011

LED 조명기기의 경우 칩의 고밀도 발열로 인한 심각한 수명감소 및 광효율 저하, 색온도 변이의 문제점 등이 야기되므로 이를 해결하기 위해 주로 LED 패키지나 방열케이스를 최적화하는 연구가 이루어져 왔다. 최근들어 고출력 자동차 헤드램프나 가로등도 LED로 대체되어 가고 있는데 자연대류식 방열로는 그다지 효과적이지 않다. 따라서 본 연구에서는 고출력 조명기기 방열 성능 최적화에 강제대류를 이용한 히트파이프 사용의 타당성을 알아보았다. 또한, 팬의 수명이 LED 수명에 비해 일반적으로 낮으므로 이를 보완하기 위한 최적화된 팬의 정지-작동 제어가 팬 수명 증가에 미치는 영향도 고찰하였다.

• 태양에너지
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• 제14권2호
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• pp.91-101
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• 1994

[ $Ca(OH)_2/CaO$ ]계 가역반응 싸이클을 이용하는 화학축열에서 열전도도가 낮은 고체입자 충전층의 전열성능을 개선하여 축열장치의 효율을 높이고자 한다. 본 연구에서는 반응기내의 CaO 입자 충전층의 전열성능 향상을 도모하기 위해 반응기 속에 구리판으로 된 전열핀을 설치하고 수화발열 반응시의 방열특성을 조사 하였다. 이 때 반응조건의 변화에 따른 반응층내의 온도 분포를 조사하고 전열촉진 효과에 대해 검토하였다. 그 결과 구리판 전열핀의 방열촉진 효과로 인하여 수화발열반응의 방열시간이 전열핀을 사용하지 않은 때보다 1/2 이상 단축되었으며, 방열시간은 전열핀의 매수에 가장 많은 영향을 받았다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.528-533
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• 2021

본 논문은 전기자동차용 고밀도 DC-DC 컨버터의 PCB 방열특성에 대해 나타낸다. 본 논문은 또한 고밀도 DC-DC 컨버터의 방열구조를 분석하고 열해석 시뮬레이션을 통해 고밀도 전원장치의 PCB 방열 설계를 최적화한다. 따라서 본 논문에서는 열전달 이론을 바탕으로 일반적인 전자기기의 방열 경로를 분석하고 열저항 등가 회로를 모델링한다. 또한 본 논문의 연구 대상인 500[W]급 동기식 벅 컨버터의 열저항 등가 회로를 모델링 하여 방열 성능 향상을 위한 구조적인 방열 경로를 제시한다. 입력전압 72[V], 출력전압 12[V]의 500[W]급 동기식 벅 컨버터에 다면 방열 구조를 적용하여 열해석 시뮬레이션결과와 시작품의 실험을 통해 제안 구조의 타당성을 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.530-536
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• 2021

본 논문에서는 전자기기 등에서 전자파 차폐 및 방열소재로 많이 채택되는 동 메쉬 시트와 천연그라파이트 시트를 감압 접착제없이 합지시켜 개발된 차폐 및 방열의 기능을 동시에 가지는 하이브리드시트의 성능 측정결과를 제시하였다. 객관적인 방열 성능을 확인하기 위해 2개의 다른 제품들과 수직 및 수평 열전도도를 각각 측정하여 결과를 비교하였으며, 전자파 차폐 성능은 CISPR 11규격에 따른 복사방출시험을 3m 전자파 무향실에서 진행하여 확인하였다. 수직 열전도도의 경우 제안된 하이브리드 시트가 방열코팅이 된 알루미늄 시트 대비 약 8.63배, 감압 접착제로 인조 그라파이트를 합지시킨 구리 시트에 비해 18.7배 높은 수준이였으며, 수평 열전도도는 인조 그라파이트를 합지시킨 구리 시트에 비해 약 0.64배, 방열 코팅된 알루미늄 시트에 대해서는 약 1.76배로 나타났다. 동일한 열원에서 각 시트들을 적용 후 측정한 결과에서는 제안된 하이브리드 시트가 열방출 기능이 가장 우수하였고 복사방출시험에서는 방사노이즈들이 상당 부분 제거되는 결과를 얻었다.

• 설비공학논문집
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• 제26권7호
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• pp.301-307
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• 2014

This paper presents a numerical study on the constrained melting of a phase change material inside various capsule containers, using water and HDPE (High Density Polyethylene) as a PCM and a capsule material, respectively. The computations are based on an iterative, finite-volume numerical procedure that incorporates a single-domain enthalpy formulation for simulation of the phase change phenomenon. Using the enthalpy method, various capsule configurations, such as a capsule from E company, an isochoric cylinder capsule, an equivalent diameter sphere capsule, and an isochoric sphere capsule, are used to investigate the effect of capsule configurations on the charging and discharging performance. A transient three-dimensional model is used for each case. The simulation results show that the capsule from E company results in a higher melting and solidification rate of the PCM, than the other capsule configurations considered in this research.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1027-1032
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• 2013

LED는 저탄소 그린에너지 시대의 등기구로서 각광을 받고 있다. 다른 조명용 광원에 비해 친환경적이고 높은 에너지 효율을 가지고 있고 수명이 길다는 장점을 가지고 있지만, 공급전력 중 80%이상이 열에너지로 전환되며, 이에 따른 온도상승이 불가피 하여 높은 온도가 단점으로 꼽히고 있다. 온도상승은 LED소자의 수명에 영향을 미치기 때문에 방열시스템이 중요하게 자리 잡고 있다. 따라서 본 논문에서는 방열성능 향상을 위하여 LED 전구의 heat sink의 형상에 대한 열해석을 통하여 방열 시스템의 효용성을 분석하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.343-344
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• 2010

화석연료의 고갈로 인하여 친환경 자동차에 대한 연구와 상용화가 급속도로 진행되면서 점점 대형 차종으로 그 범위가 넓어지고 있다. 대형 차종에 적용되는 전기동력 시스템의 MCU(Motor Control Unit), GCU(Generator Control Unit), DC/DC 컨버터 등과 같은 전장품도 그 용량이 커지면서 상용화를 위해 효율적인 측면도 많이 부각되지만 스위칭 소자, 변압기, 초크, 다이오드 등에서 동작으로 인해 열이 발생하고 제품의 구조상 밀폐된 공간에 장착이 되기 때문에 발열로 인한 동작의 신뢰성과 제품의 내구성에 큰 영향을 미치게 된다. 그중 가장 발열이 심한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등과 같은 스위칭 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시키기 위해 수냉구조가 필수적이며 동일한 조건의 수압, 유량에 보다 높은 방열특성을 가지기 위해 냉각구조에 대한 해석이 제품을 개발 전에 선행되어야 한다. 본 논문에서는 유로의 냉각핀 형상과 유로 구조에 따라 방열특성이 어떠한 차이가 있는지 시뮬레이션 프로그램을 통하여 비교하고, 모사발열체를 이용한 방열부의 냉각 성능 시험과 다이나모 환경의 최대 출력 시험을 통하여 방열 특성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.523-528
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• 2013

본 실험에서는 산업용 발전 설비에 사용되는 인버터 내부의 압입형과 압출형 두 종류 히트싱크의 방열 성능을 평가하였다. 실험에 사용된 압입형 히트싱크는 62개의 핀을 가지고 있고, 압출형은 38개의 핀을 가지고 있으며 두 히트싱크의 외형의 크기는 같다. 반면 압출형 히트싱크는 핀의 표면에 반경 1mm의 곡률을 주어 전열면적을 압입형과 같게 하였다. 결과적으로 압입형과 압출형 히트싱크는 전체 입력열량에 대해 각각 70.7%, 63.8%를 방열하였다. 입력열량 중 나머지는 자연대류 및 복사를 통해 외부로 방열되었다. 압출형 히트싱크는 단순히 핀의 개수로 보면 압입형 히트싱크보다 40% 감소했지만, 방열양은 6.9% 만 감소하였다. 이는 표면 곡률을 통한 유효 전열면적의 증가와 압출형 히트싱크의 상대적으로 우수한 전열특성의 효과로 판단하였다.

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.64-72
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• 2017

중동지역 환경에 적합한 70 W급 LED 조명등의 성능분석을 집중변수모델을 이용하여 수행하였다. LED 조명등은 발열기판, 히프파이프, 방열판으로 구성된다. LED 조명등을 4개의 물체로 구분하고, 각각에 대해 에너지평형을 적용하여, 4개의 연립 비선형미분방정식 형태의 집중변수모델을 수립하였다. 연립 방정식의 해는 Runge-Kutta법을 이용하여 구하였다. 집중변수모델의 대류열전달계수는 다차원해석을 통하여 구하였으며, 실험결과와 비교한 결과, 발열기판은 $1.5^{\circ}C$, 상부방열판에서 $1.8^{\circ}C$의 오차를 가지며, 상대오차는 약 0.6 %임을 확인하였다. 이 모델을 이용하여 대기온도가 $55^{\circ}C$인 정상 운전조건, 태양광만 주어질 때의 조건, 태양광이 주어진 상태에서의 비정상 운전조건, 상부방열판이 없는 경우 등에 대한 온도분포분석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권2호
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• pp.157-164
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• 2012

다기능 구조체는 전자장비, 열제어 부품, 우주복사 차폐물 및 지지구조물이 하나의 시스템으로 통합된 구조적 결합체로써, 위성 및 행성탐사선 모듈의 소형화/경량화를 달성하여 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 매우 중요한 첨단 모듈이다. 본 연구에서는 구조적인 강도를 고려하여 설계된 다기능 구조체의 6가지 형상에 대하여 방열성능을 수치해석적인 방법으로 검토하였다. 다기능 구조체의 rib 형상이 방열판 내 전열효과에 미치는 영향은 열전도 측면만을 고려하는 것은 의미가 없으며, 구조적인 강성, 제작의 난점, 무게 등을 모두 고려하여야 하고, 전열 측면에서는 rib의 형상보다 면재 외부층의 두께와 무게에 대한 trade-off를 통하여 최적화하는 것이 일반적으로 유효하다고 판단된다.