• 제목/요약/키워드: 복합대류 열전달

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2차원 캐비티내 자연대류 열전달에 대한 열전도 물체의 영향 (Effect of a Centered Conducting Body on Natural Convection Heat Transfer in a Two-Dimensional Cavity)

  • 명현국;김종은
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.79-84
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    • 2005
  • The numerical solutions are examined on the effect of a centered heat conducting body on natural convection in a 2-D square cavity. The influences of the Rayleigh number, the dimensionless conducting body size, and the ratio of the thermal diffusivity of the body to that of the fluid have been investigated on the natural convection heat transfer in overall concerned region. The analysis reveals that the fluid flow and heat transfer processes are governed by all of them. Results for isotherms, vector plots and wall Nusselt numbers are reported for Pr = 0.71 and relatively wide ranges of the other parameters. Heat transfer across the cavity, in comparison to that in the absence of a body, are enhanced (reduced) in general by a body with a thermal diffusivity ratio less (greater) than unity. The heat transfer are also found to attain a minimum as the body size is increased.

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고온 연소가스에 노출되는 디퓨저의 복합 열전달량 계산 (Analysis of Conjugated Heat Transfer for the Diffuser Exposed to Hot Combustion Gas)

  • 진상욱;나재정;이상호;이규준;임진식;김성돈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.231-234
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    • 2010
  • 고온의 연소가스에 노출되는 디퓨저 냉각에 필요한 열량을 계산하였다. 디퓨저 내부는 공기와 혼합된 연소가스가 흐르고 디퓨저 벽체는 채널로 구성된 공간에 물이 흐르도록 되어 있다. 디퓨저 구조물과 유체 간에 또는 유체 자체적인 열전달과 구조물 내부의 열전달 현상은 복합적인 형태로 나타나는데 고온에서 작동하는 점을 고려하여 복사, 대류, 전도 모두를 적용 하였다. 열전달량 계산은 경험식에 근거한 1차원 해석과 CFD 해석의 2가지 방법으로 수행하였다. 1차원 해석은 경험식을 통해 얻어진 결과를 적용하여 열전달량을 산출하였고, CFD 해석은 DO 복사 열전달 모델을 적용하여 계산하였으며, 계산의 타당성을 검정하기 위하여 두 방법을 비교하였다. 총 열전달량의 차이는 1% 미만으로 거의 같았으나, 1차원 계산은 열전달 모델의 단순화로 디퓨저 입구에서의 순환영역을 구현하지 못하여 전체적인 열전달량 분포에서는 차이를 보였다. 디퓨저의 안정성을 확보하기 위한 냉각수 용량은 2가지 계산 결과를 조합하여 각 구간별로 최대 열전달량을 근거로 도출하였다.

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열전도 물체가 존재하는 캐비티내 자연대류 열전달에 대한 수치적 연구 (NUMERICAL STUDY ON NATURAL CONVECTION HEAT TRANSFER IN A CAVITY CONTAINING A CENTERED HEAT CONDUCTING BODY)

  • 명현국;전태현
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.36-42
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    • 2005
  • The present study numerically investigates the natural convection heat transfer in a 2-D square cavity containing a centered heat conducting body. Special emphasis is given to the influences of the Rayleigh number, the dimensionless conducting body size, and the ratio of the thermal diffusivity of the body to that of the fluid on the natural convection heat transfer in overall concerned region. The analysis reveals that the fluid flow and heat transfer processes are governed by all of them. Results for isotherms, vector plots and wall Nusselt numbers are reported for Pr = 0.71 and relatively wide ranges of the other parameters. Heat transfer across the cavity, in comparison to that in the absence of a body, are enhanced (reduced) in general by a body with a thermal diffusivity ratio less (greater) than unity. It is also found that the heat transfer attains a minimum as the body size is increased with a thermal diffusivity ratio greater than unity.

다양한 아이스 볼 형상에 대한 복합열전달의 수치해석 (Numerical Analysis of Conjugate Heat Transfer for Various Ice-Ball Shapes)

  • 박서원;김명수;전병진;최형권
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권9호
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    • pp.605-612
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    • 2016
  • 본 연구에서는 캡슐형 빙축열시스템에 적용되는 다양한 형상들을 가지는 아이스 볼에 대한 복합열전달 해석들을 수행하였다. 형상은 구 형상과 열전달 표면적을 넓힐 수 있도록 설계한 3가지 다른 형상을 포함하여 총 4가지 형상을 고려하였다. 볼 주위의 유동은 레이놀즈 수 300의 층류 유동으로, 볼 외부와 내부의 강제대류 및 자연대류를 고려하여 시뮬레이션을 수행하였다. 상용해석 코드인 ANSYS- FLUENT를 사용하여 비정상 열유동 해석을 수행하였다. 볼의 형상이 열전달에 미치는 영향을 고찰하여, Bone, Dimple, Hole, Sphere 형태 순으로 열전달 효율이 좋음을 확인하였다. 전체해석 기간 동안에 캡슐 내부 유체의 평균온도 차이는 최대 $0.9^{\circ}C$정도였다. 대용량 시스템의 경우 축열조 내에 30만개 이상의 캡슐이 들어가므로 캡슐 형상이 시스템 효율에 미치는 영향이 중요함을 확인하였다.

가스히터 보수주기 결정을 위한 히터내부 열전달 매체액 결빙현상 가시화에 관한 연구 (A Study on the Visualization of Ice-formation Phenomena of Bath Water to Decide Maintenance Period of Gas Heater)

  • 이정환;하종만;성원모
    • 한국가스학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • 본 연구는 한국가스공사에서 운영중인 천연가스 공급관리소의 가스히터를 대상으로 겨울철 히터 가동 중단시, 가스히터 내부의 열전달 매체액 (Bath Water)이 빙점에 도달하는 시간을 계산하여 보수주기에 대한 결정 및 동파 취약 부위에 대한 영향을 판단하기 위해 가스히터의 체적을 고려한 비선형 3차원 전산모사를 수행하였다. 이용된 시뮬레이터는 미국 FLUENT사의 FLUENT V 5.0으로서 열유체 유동해석 범용 Code이다. 본 문제는 열전도에 관한 문제로 에너지 방정식을 푸는 방식으로 진행되지만 가스히터의 체적을 고려한 3차원 계산을 수행하기 위해 현장의 가스히터 형상 및 축적을 거의 유사하게 모델링하였고 표면에서 공기에 의한 대류 (Convection)문제와 단열재 사이의 전달 (Conduction)문제, 히터내부 액체의 자연대류 (Natural Convection) 그리고 배관을 통한 열손실의 문제를 고려한 복합적인 열전달 현상을 분석하였다.

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대류-복사 복합 열전달을 고려한 대류 핀효율의 향상에 관한 수치적 연구 (Numerical Investigations of Enhancement of a Convective Fin Efficiency by Convection-Radiation Gonjugate Heat Transfer)

  • 이동렬;김호용;이재곤;박용국;김기대
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제25권1호
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    • pp.146-154
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    • 2001
  • In almost all real situations, there will be a radiant interchange between adjacent fins with the base surface as well as with the external environment. In the problem of this study, a rectangular fin is attached to a based. Our concern is whether the convective fin efficiency can be increased by the radiation heat exchanged between the fin and the base surface and how much. If the fin temperature toward the tip increased by the effect of radiation, the convective heat transfer increase due to the temperature difference between the ambient temperature and the surface temperature of the fin. If this true, the efficiency of the fin due to the radiation will increase. Attention is directed toward several parameters which have major roles on getting values of the fin efficiencies in several different values of parameters. Many different cases are, therefore, to be examined to have maximum fin efficiency by varying the values of each parameter.

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돌출된 열원이 부착된 수직 채널내 복합열전달 (Conjugate Heat Transfer in a Vertical Channel with Protrunding Heat Source)

  • 김의광;백병준;조병수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권2호
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    • pp.741-751
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    • 1996
  • The coupled conduction and convection heat transfer from the protruding heat source in a vertical channel is numerically investigated. Conjugate solution of the two-dimensional energy equation is obtained for the incompressible air flow over the rectangular block with local heat source. It was found that several recirculation zones and separation bubble near the block were related to Re and Gr. And the results show that fractions of the heat transfer through each of the block face, maximum temperature of the block and the relative effect of each parameter on the maximum temperature and heat transfer.

연소실 냉각채널 설계를 위한 1차원 열 해석 기법 확립 및 검증 (Establishment and Verification of One-Dimensional Thermal Analysis Technique for Design of Combustion Chamber Cooling Channel)

  • 김완찬;유이상;신동해;고영성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.122-129
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    • 2019
  • 액체로켓 연소실 내부 벽면에서의 열전달은 대류, 복사 및 전도를 모두 고려해야 하기 때문에, 정확한 열전달량을 예측하기에는 어려움이 있다. 이에 현재 주로 상용 해석 프로그램을 사용할 경우가 많은데, 이 경우에는 복잡한 입력 작업과 상당한 계산 시간이 소요된다는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 초기 기초 설계 단계에서 간편하게 사용할 수 있는 1차원 열 해석 기법을 정립하였으며, 정립된 1차원 열 해석기법을 통해 본 연구실에서 개발한 스팀제너레이터의 연소실 냉각채널을 설계하였다. 연소 실험 결과, 1차원 열 해석 기법을 통해 예측된 냉각수의 온도 증가량은 실험결과와 약 8.5%의 차이를 보임을 확인하였다.

직각 밀폐용기내의 복합부력에 의한 자연대류에 관한 실험적 연구 (Experimental Study of Natural Convection Due to Combined Buoyancy in a Rectangular Enclosure)

  • 이진호;현명택
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.247-256
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    • 1986
  • 본 연구에서는 종횡비가 0.2인 직각 밀폐용기내에서 소금물을 시험유체로 하여 양단의 온도 및 농도차가 수평방향으로 가해지는 경우(CASE 1,2) 밀폐용기내 에서의 유동현상과 열전달 특성을 온도 및 농도분포, 흐름의 가시화를 통해 실험적 으로 관찰, 조사하였다

수직 이착륙기의 고온 고속 배기열에 의한 함정 갑판의 열유속 계산을 위한 수치모델 (Numerical Estimation of Heat flux on the Deck Exposed to the High Temperature Impinging Jet of VTOL Vehicle)

  • 장호상;황세윤;최원준;이장현
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.74-85
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    • 2018
  • This study has analyzed the convective heat transfer on the deck exposed to the high-temperature impingement exhausting from a VTOL vehicle. The heat flow of the impingement on the deck is modeled by the convection heat transfer. The convective heat flux generated by the hot impinging jet is investigated by using both convective heat transfer formulation and conjugate heat transfer formulation. Computational fluid dynamics(CFD) code was used to compute the heat flux distribution. The RANS equation and the k-e turbulence model were used to analyze the thermal flow of the impinging jet. The heat flux distribution near the stagnation zone obtained by the conjugate heat transfer analysis shows more reasonable than the convective heat transfer analysis.