• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.518-527
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• 1985

대류-대류의 복합 열전달 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 아래로부터 가열되는 직사각형 공동 내에서의 자연 대류와 공동 위쪽의 외부 난류 경계층 유동이 복합된 경우의 열전당 현상을 고려하였다. 두개의 서로 다른 모우드의 대류가 온도 분포가 미리 알려져 있지 않은 얇은 수평평판에 의해 분리되어져 있다는 점이 본 논문의 특이점이다. 수치적 해석은 Reynolds 수와 Grashof 수 및 공동의 기하학적 종횡비의 매개 변수적 효과가 발견되도록 행하여 졌다. 외부 난류 경계층 유동의 강도에 따라 공동 내에서의 유동 형태가 변할 수 있음을 알았다. 즉 내부 부력 세포의 회전 방향은 외부 유동의 존재에 의해 특성적으로 정해지며 공동 내의 유동 세포의 수는 Grashof 수가 증가 할수록 많아진다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.663-676
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• 1985

수평원통형의 복합유동층에서의 층류자연대류를 수치적으로 연구하였다. 외측의 동심원환이 내 의 발열유체로 형성된 원통형 핵을 둘러싸고, 그 사이에 두께가 유한하거나 두께를 무시할 수 있 는 간막이 벽이 존재한다. 유동특성과 열전달에 관한 매개변수적 고찰을 시행하거나 직경비, Prandt1수, 발열강도에 기준을 둔 Rayleigh수 등의 영향을 이해하게 되었다. 간막이 벽의 두께나 열전도의 효과도 제한된 범위 안에서 고려하였다.

• 태양에너지
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• 제12권3호
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• pp.107-115
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• 1992

혼합물의 응고과정에서 온도구배와 농도구배에 의한 복합자연대류의 영향을 정성적으로 알아보기 위하여 이원용액의 응고과정을 실험적으로 연구하였다. 이원용액으로는 $NH_4Cl-H_2O$용액을 사용하였으며 shadowgraph system을 이용하였다. 사진에서 고상영역과 mushy zone의 구별이 불가능하여, 이 두 영역을 합하여 고상으로 취급하였다. 자연대류의 영향으로 상변화물질은 매우 빨리 성층화가 이루어지며, 벽면으로부터 형성되는 고상은 초기에는 높이의 20%되는 곳이 가장 빨리 응고가 진행되어 고상의 두께는 이 지점으로부터 상하로 선형적으로 감소하는 형태를 유지한다. 그러나 고상이 많이 형성된 부분의 열저항은 증가하게 되므로 시간이 지남에 따라 두께가 균일화되려는 경향을 보였다. 응고질량비를 $(Ste{\cdot}Ra^{1/4})^{2-Ste}{\cdot}Fo^{1/2}$의 선형함수로 표시할 수 있었으며, 이로부터 농도구배에 의한 자연대류의 영향은 온도구배에 의한 자연대류의 영향에 비하여 작음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.382-390
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• 1992

The problem of natural convection from a vertical fin is solved by coupling the thermal diffusion equation in the fin to the constitutive equations of the ambient medium involving the radiation of the medium. The analysis is accomplished by employing an integral method. The governing equations for the problem are solved by shooting method based on the Runge-Kutta Scheme at Pr= 0.7. For the range of values of the fin parameter and the radiation-conduction parameter in the analysis, the numerical results show that the radiation effects play an important role in the heat transfer and enhance the heat transfer.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.13-20
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• 2014

헬리컬 코일이 덕트 내부에 있을 때, 기울기에 따른 자연대류 열전달을 실험적으로 측정하였다. 고부력 조건을 구현하기 위하여 유사성에 기초하여 열전달 실험을 대신하여 물질전달 실험을 수행하였다. RaD 수 $4.55{\times}10^6$에서, 턴(Turn) 수를 1~10, P/D를 1.3~5, 헬리컬 코일의 기울기를 $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$까지 변화시켰다. 헬리컬 코일의 턴 수가 1일 때, 측정된 $Nu_D$ 수는 McAdams의 수평관 자연대류 열전달 상관식과 거의 일치하였다. 기울어진 덕트 내 헬리컬 코일의 자연대류 열전달은 피치, 턴 수, 덕트 높이에 따라 복합적으로 변화하였고 이는 속도 효과, 굴뚝 효과, 예열 효과로 분석되었다. 본 연구의 결과는 Compact heat exchanger에서의 자연대류 열전달에 대한 현상학적 분석에 기여한다.

• 한국재료학회지
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• 제5권1호
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• pp.123-131
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• 1995

비공정조성 공정복합재료의 일방향응고시 나타나는 액상내의 자연대류가 응고후 공정복합재료의 조성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 Al-Cu합금을 선택하여 액상내에서 발생되는 애류의 형태를 변화시키기 위하여 상향 및 하향 일방향응고를 실시하여 각 응고조건에 따른 공정복합재료의 Cu 용질농도를 측정하였으며, 일방향응고 중에 급냉응고하여 고액계면 전방의 용질농도분포와 열분석을 통해 온도분포를 실측하였다. 그 결과로 비공정조성 공정복합재료의 일방향응고시 나타나는 대류는 공정복합재료의 용질편석에 커다란 영향을 주었으며, 고액계면 전방에서 thermal convection과 solutal convection이 모두 발생하는 하향 일방향응고된 아공정 Al-Cu합금에서 용질편석이 가장 크게 나타났다. 과공정 Al-Cu합금에서 상향 일방향응고한 경우가 하향 일방향응고한 경우보다도 용질편석이 증가한 것으로 나타났다. 이것은 본 연구조건에서는 solutal convection이 thermal convection보다 용질편석에 더 커다란 영향을 주는 것으로 생각되었다. 공정복합조직으로 성장시 고액계면은 평활계면으로 성장하였으며, 고액계면에서 액상 쪽의 용질농도는 아공정이나 과공정합금에 관계없이 공정조성의 용질농도를 가지며, 고액계면에서의 온도는 커다란 과냉도 없이 거의 공정온도 부근이었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.966-975
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• 1986

유한한 열전도율과 두께를 갖는 수평동심원관 내의 층류자연대류 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 동심원관 내에는 전도-대류가 복합되어, 전체-유체 경계면에서의 온도분포는 미리 알려져 있지 않다. Prandtl수를 0.7, L/D$_{i}$ = 0.8로 고정하고 각각의 Rayleigh수와 열전도계수의 비, 기하학적변수에 대하여 계산을 수행하였으며, 그 결과를 등온 수평동심원관의 경우와 비교하였다. Rayleigh수와 t/D$_{i}$가 클수록, 열전도계수의 비 K가 작을수록 열저도 효과는 강하게 나타났으며, 국소등가전도계수와 온도분포에 비하여 속도분포는 영향을 덜 받는다는 것이 밝혀졌다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.28-39
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• 1998

본 연구에서는 $20\%$ 천장개구부가 있는 정사각형 밀폐공간내의 순수자연대류와 자연대류 -복사가 고려된 복합열전달을 순차해석과 실험을 통하여 비교 분석하였다. 수치해석은 순수자연대류에 대하여 SIMPLE 알고리즘을 사용하였고, 복사열전달에 대해서는 S-N 구분 종좌표법을 이용하였으며 난류유동의 경계조건은 벽함수를 적용하였다. 실험은 수치해석의 결과와 비교하기 위하여 동일한 조건에 대하여 수행되었다. 그 결과 순수자연대류와 복합열전달의 유동장, 온도장의 형상은 유사한 유선함수를 보이고 있으며, 유동가시화를 통한 실험결과와 잘 일치하고 있음을 보여준다. 수치해석과 실험의 온도분포를 비교한 결과 평균 $8.5\%$의 오차를 보였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1080-1085
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• 2004

The physical model considered here is a horizontal layer of fluid heated below and cold above with heat-generating conducting body placed at the center of the layer. The dimensionless thermal conductivities of body considered in the present study are 0.01, 1 and 150. The dimensionless temperature difference ratios considered are 0.25, 2.5 and 25. Two-dimensional solution for unsteady natural convection is obtained using an accurate and efficient Chebyshev spectral methodology for variety of Rayleigh number from $10^{3}$ to $10^{6}$. Multi-domain technique is used to handle square-shaped heat-generating conducting body. The results for the case of conducting body with heat generation are also compared to those without heat generation.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.117-120
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• 2005

This study of thermal convection uses the following geometry: a horizontal layer of fluid heated from below of solid lid at bottom and cooled from above. A variety range of thermal conductivity ratio, $\kappa$ is considered to investigate the interface temperature, $\theta_{i}$ between solid and fluid region. Periodic boundary conditions are employed in the horizontal direction to allow for lateral freedom for the convection cells. A two-dimensional solution for unsteady natural convection is obtained, using an accurate and efficient Chebyshev spectral multi-domain methodology, for different effective Rayleigh numbers, $Ra_{eff}$ varying over the range of $10^{4}\;to\;10^{7}$ in which the effective Rayleigh number is defined as $Ra{\times}<\overline{T}_{i}>$.