• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.8
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• pp.781-788
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• 2013

Predicting the engine component temperature is a basic step to conduct structural safety evaluation in medium-speed diesel engine design. Recent trends such as increasing power density and performance necessitate more effective thermal management of the engine for achieving the desired durability and reliability. In addition, the local temperatures of several engine components must be maintained in the proper range to avoid problems such as low- or high-temperature corrosion. Therefore, it is very important to predict the temperature distribution of each engine part accurately in the design stage. In this study, the temperature of an engine component is calculated by using steady-state conjugate heat transfer analysis. A proper approach to determine the thermal load distribution on the thermal boundary area is suggested by using 1D engine system analysis, 3D transient CFD results, and previous experimental data from another developed engine model. A Hyundai HiMSEN engine having 250-mm bore size was chosen to validate the analysis procedure. The predicted results showed a reasonable agreement with experimental results.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.112-115
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• 2011

본 연구는 분자동역학 전산모사를 통하여 나일론 6 고분자재료 및 나이론 6 고분자재료를 기지재료로 사용하는 나노복합재에 대하여 인장하중을 부여하고, 인장에 의하여 발생하는 구조적 변화 및 물질의 구조적 특성과 열전도 특성 사이의 상관관계를 규명하였다. 나노복합재의 열전도특성을 변화시키는 주요 인자로는 나노입자, 인장에 의한 고분자 사슬의 배열 변화, 자유부피(free volume)의 변화이다. 고분자 사슬이 열전달 방향으로 배열될 경우 음양자(phonon)의 흐름을 가속화하여 열전도특성이 증가하며, 반면 자유부피의 증가는 음양자의 산란을 증가시켜 열전도특성이 저하된다. 따라서 서로 상반작용을 하는 두 인자가 복합적으로 작용하여 열전도 특성을 결정한다. 인장 하중이 부여됨에 따라 시스템의 열전도특성이 증가하며, 각 시스템의 증가 정도는 시스템의 구조적 특성에 따라 서로 다르다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.10 no.3 s.30
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.8
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• pp.553-561
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• 2017

The main motivation for this study was to establish a CFD-based procedure for the analysis of heating characteristics, particularly in industrial furnaces. As certain open-source software packages have gained popularity in dealing with complex industrial problems, the OpenFOAM framework was selected for further development of advanced physical models to meet industrial requirements. In this study, the newly developed comprehensive model was applied to simulate physical processes in the full-scale horizontal furnace of a continuous galvanizing line (CGL). The numerical results obtained indicate that the current approach predicts heating characteristics reasonably well. It was also found that radiative heat transfer plays a dominant role in heating the moving strip. To improve the predictability of our method, further work is required to model the turbulence-chemistry interaction realistically, as well as to impose a physically correct thermal wall boundary condition.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.10 no.2 s.35
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• pp.317-326
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• 1998

This paper describes a reduced finite element formulation for nonlinear transient heat transfer analysis based on Lanczos Algorithm. In the proposed reduced formulation all material nonlinearities of irradiation boundary element are included using the pseudo force method and numerical time integration of the reduced formulation is conducted by Galerkin method. The results of numerical examples demonstrate the applicability and the accuracy of the proposed method for the nonlinear transient heat transfer analysis.

• Fire Science and Engineering
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• v.33 no.1
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• pp.60-68
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• 2019

The paper reports the characteristics of conduction heat transfer to the backside part according to the heating temperature of a composite wall in a lightweight partition used for indoor space compartments. Stud partitions, SGP partitions, sandwich panels, urethane foam panels, and glass wool panels. which are generally used as light-weight partition walls, were selected as experiment samples, and the characteristics of conduction heat transfer to the backside part as the top surface were analyzed by applying heating temperatures of $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, and $500^{\circ}C$ to the bottom surface for 1800 s. According to the experimental results, the maximum backside temperatures at the maximum heating temperature of $500^{\circ}C$ was $51.6^{\circ}C$, $63.6^{\circ}C$, $317.2^{\circ}C$, $124.9^{\circ}C$, and $42.2^{\circ}C$ for the stud partition, SGP partition, sandwich panel, urethane foam panel, and glass wool panel, respectively. The maximum conduction heat- transfer rates at $500^{\circ}C$ were 17.16 W, 18.39 W, 136.65 W, 14.34 W, and 5.57 W for the stud partition, SGP partition, sandwich panel, urethane foam, and glass wool panel, respectively.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.7
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• pp.639-646
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• 2014

The comparative analysis of near-wall treatment methods that affect the prediction of heat transfer over the gas turbine nozzle guide vane were presented. To achieve this objective, wall-function and low Reynolds number methods, and the transition model were applied and simulated using NASA's C3X turbine vane. The predicted turbine vane surface pressure distribution data using the near-wall treatment methods were found to be in close agreement with experimental data. However, the predicted vane metal temperature and heat transfer coefficient displayed significant differences. Overall, the low Reynolds method and transition model did not offer specific advantages in the prediction of temperature and heat transfer than did the wall-function method. The Reynolds stress model used along with the wall-function method resulted in a relatively high accuracy of prediction of the vane metal temperature and heat transfer coefficient.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.103-103
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• 2017

증발기의 형태에 따라 수치적 해석을 진행하면서 최적의 효율을 나타낼 수 있는 증발기를 설계하는 것이 중요하다. 증발기의 수치적 해석은 EES 프로그램을 이용하여 진행되었으며, 계산의 검증은 자사의 제품의 성능과 비교하면서 검증하였다. 증발기의 수치적 해석의 구성은 지배방정식과 연속방정식을 이용하여, 냉매의 총괄열전달계수, 관내외벽의 열전도율, 공기의 총괄열전달계수를 이용하여 총괄열전달계수를 계산하였으며, 총괄열전달계수를 이용하여 증발기의 열량을 계산하였다. 증발기의 수치적 해석과 자사 제품 5개의 제품과 비교하였고, 평균적으로 약 10%의 오차율을 보였다. 신뢰성이 확보된 계산식을 이용하여 Fin의 간격, 단위 질량유량, 열 교환 코일 길이, 풍량의 조건을 각각 변동시켜 증발기 열량 비교를 하며 경향성을 고찰하였다. Fin의 간격을 1mm에서 20mm으로 0.5mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 핀 간격이 좁으면 공기 유속이 빨라져 열 교환 효율이 낮아지며, 반대로 넓어지면 냉매 유량에 비해 공기 유량이 많기 때문에 열 교환 효율이 낮아진다. 열 교환 코일 길이를 500mm에서 2400mm으로 50mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 열 교환 코일 길이가 길어질수록 배관의 마찰력과 냉매의 온도 상승으로 인하여 공기 온도와의 온도 차이가 줄어들어 열 교환 효율은 낮아진다. 풍량을 20cmm에서 400cmm으로 10cmm 간격으로 변화 시켰을 경우, 일정 풍량 이상 올라가면 공기 유속이 빨라져서 열량이 낮아지는 경향을 보인다. 질량유량을 3g/sec에서 174g/sec으로 4.5g/sec 간격으로 변화 시켰을 경우, 질량 유량에 따라 비례적으로 열량이 높아지는 경향을 보이다가 일정 질량 유량 이상에서는 공기 풍량에 비해 냉매 유량이 많기 때문에 반비례적으로 열량이 낮아진다. 이처럼 증발기의 설계는 Fin 간격, 열 교환 코일 길이, 풍량, 질량유량 등을 복합적으로 고려하여 증발기 설계를 해야 하며, 저장고의 크기, 부하, 사용목적에 따라 최적화된 증발기를 설계하여야 한다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.5 no.3 s.15
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• pp.1-8
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• 2001

This study was carried out for the purpose of determination of maintenance period and investigation of weak point due to freeze when the gas heater of KOGAS valve station Is not operated in winter season. 3-dimensional non-linear numerical simulation was conducted in order to predict the time and location which bath water in heater reaches to ice point. FLUENT V 5.0, commercial code, is used for thermal fluid flow analysis. We thought this was problem of heat conduction solving the energy equation and modeled gas heater by using the real geometry and scale for performing the 3-dimensional simulation. It was analyzed complex heat transfer phenomena considering convection due to air on surface, conduction in insulation material, natural convection of liquid in heater and heat loss through the pipe.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.13.1-13.1
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• 2009

에어로젤은 인류가 개발한 소재 중에서 가장 가벼운 고체로, 기공률이 90%이상이고 비표면적은 ~1000m2/g, 기공의 크기는 10nm 크기로 이루어진 나노기공 물질이다. 1931년에 Kisley가 물유리로부터 실리카 에어로젤을 합성한 이래로 실리카 에어로젤에 대한 연구가 가장 많이 이루어져왔으며, 단열소재, 흡음재, 체렌코프우주선 디텍터, 반도체의 초저유전소재, 유출된 석유의 정제, 촉매 등에 대한 응용에 대해서도 연구가 많이 이루어져 왔다. 그리고TiO2와 같은 광촉매 에어로젤 소재, 카본 에어로젤 소재등 다양한 나노기공 소재에 대해서도 연구가 이루어지고 있으며, 카본 에어로젤의 경우 나노기공과 비표면적을이용한 전기이중층 커패시터 (EDLC)에 대한 연구도 이루어지고 이다. 본 연구에서는 첫째로, 실리카 에어로젤에 대한 연구결과를 소개하고 이의 단열소재로서의 응용가능성에대하여 언급하고자 한다. 실리카 에어로젤 나노기공 소재의 경우, 기공크기가 10nm크기로 매우 작고 공기의 자유이동길이와 거의 비슷하여서 대류에 의한 열전달을 낮출 수 있으며, 낮은 고체함량으로 인하여 포논에 의한 열전달을 낮출 수 있기 때문에 단열소재로서 최고의 성능을 나타낸다. 하지만, 문제는 높은 기공률로 인한 기계적인 취약성이 문제이다. 따라서 이를 보완하기 위항 섬유로 에어로젤을 보강할 수 있는데, 이를통하여 에어로젤 나노기공소재와 섬유보강에 의한 복합화에 대하여 말하고자 한다. 또 다른 하나의 연구방법은유기-무기 하이브리드 나노기공 소재를 합성하는 것이다. 여기서는하나의 방법으로 MTEOS-TEOS의 하이브리드화와 초임계 건조공정에 의한 나노기공 소재에 대한 연구결과를소개하고자 한다. 마지막으로 카본 에어로젤 나노기공소재의 합성과 나노기공 구조의 제어 및 물성평가에 대한 것을 말하고자하는데, 본 발표에서는 레소시놀과 포름알데히드를 촉매에 의한 중합반응을 통하여 유기 에어로젤 소재를 합성하고 분위기에서탄소화 공정을 통하여 카본에어로젤을 합성하였다. 또한 금속 니켈을 도입하는 것에 의하여 탄소/니켈 복합 하이브리드 에어로젤 소재를 합성하고 슈퍼커패시터 전기화학 특성에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.