• 제목/요약/키워드: 열부하 해석

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A Study on Boundary Conditions of Piston Thermal Loading Analysis in Internal Combustion Engines (내연기관 피스톤의 열부하 해석을 위한 경제조건 설정에 관한 연구)

  • 정동수;조용석;최헌오;이진형
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.12 no.3
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    • pp.528-533
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    • 1988
  • The assignment of boundary conditions for the piston thermal loading analysis in internal combustion engine has been tested using the thermal circuit method with an engine simulation program. In an attempt to examine the accuracy of the employed boundary condition, another thermal boundary condition has been sought for through the electrolytic tank analogue method. Comparison of calculated temperature distributions obtained from these two boundary conditions with measured temperature values reveals that the electrolytic tank analogue method gives excellent agreement. However, the thermal circuit method has been found to be reasonable for practical applications, if modified partially.

A Study on Development of Simplified Thermal Load Calculation Program for Building Energy Analysis (건물에너지 해석을 위한 간이열부하 해석프로그램 개발에 관한 연구)

  • Kang, Yoon-Suk;Um, Mi-Eun;Ihm, Pyeong-Chan;Park, Jong-Il
    • Proceedings of the SAREK Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.72-77
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    • 2008
  • About 25% of overall energy use of Korea had been spent in buildings. It is crucial to acknowledge the importance of saving energy in buildings. In order to save energy, it is important to predict accurate energy use. There are numerous energy simulation program that predicts both energy load and energy use. The problem of the energy simulation program is that it holds too many input variables, and it needs experts to model a building. So, our purpose of this study is to develop the simplified thermal load calculation program for building energy analysis which eliminates coordinates of building components instead of using full coordinates by using DOE2. Since the engine of the program is DOE2, we verified the validity of S-DOE by comparing peak heating & cooling load results and annual energy use results. The results shows that there are little difference between VisualDOE and S-DOE. Also it showed that S-DOE took less time to input variables than VisualDOE. These results reveals that the application of S-DOE is possible to accurately predict energy load and energy use of the building and still have strong point that it takes less time to analyse building energy.

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SOPHT 코드를 이용한 열수송계통의 정지냉각 천이해석

  • 김태한;김영보;정종식;한상구
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.371-376
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    • 1995
  • CANDU-6형 원자로의 정지냉각계통(Shutdown Cooling System, SDCS)은 영출력 고온상태의 원자로를 상온상태로 냉각시킬 수 있도록 설계되었다. 본 해석은 증기발생기와 복수기증기방출밸브(CSDV) 및 정지냉각펌프를 이용한 정상냉각과 열수송펌프를 이용한 26$0^{\circ}C$부터 냉각 및 정지냉각펌프를 이용한 26$0^{\circ}C$부터 냉각의 두 가지 비정상냉각에 대해서 중수로 계통설계의 열수력 해석코드인 SOPHT 코드를 사용하여 해석하였다. 해석결과에 따라 주요기기들의 냉각천이에 따른 운전부하(service loadings)조건이 주어졌으며 또한 정지냉각계통은 열수송계통과 관련 보조계통을 정지냉각계통 열교환기 2차측에서 비등이 발생하지 않고 정상냉각 허용한계인 2.8$^{\circ}C$/min를 만족하면서 냉각할 수 있음을 확인하였다.

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Analysis for Thermal Distribution of Low-voltage Condenser by the Variance of Voltage & Frequency (전압 및 주파수 변화에 따른 저압 콘덴서 열 분포 해석)

  • Kim, Jong-Gyeum
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.24 no.4
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    • pp.43-49
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    • 2010
  • Power capacitor has been used to compensate for the low power factor of inductive load and to reduce harmonics generated by the power conversion device with reactor. The increase of voltage and current and thermal generation are extremely hard on the life of condenser. Current will be increased, provided that voltage and frequency of condenser increase also. The increase of voltage and frequency justly extends thermal generation. Both act on insulation stress and can afford to premature fault In this paper, we measured thermal distribution of condenser with infrared rays camera in case of variance of voltage and frequency. We were assured that the increase of voltage and frequency produces high heat and exceedingly shortens the life of condenser.

Numerical Analysis for Temperature Distribution and Thermal Stresses in a Turbocharged Large CNG Engine Piston (터보과급 대형 CNG기관 피스톤의 온도분포와 열응력 해석)

  • Kim, Yang-Sul;An, Su-Chul
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.12 no.4
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    • pp.58-62
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    • 2008
  • The purpose of this paper is to establish a standard finite element analysis model of a piston by carrying out three dimensional modeling of a series six-cylindered CNG engine's piston to forecast temperature distribution at stationary state and the following thermal stress and variation, and cross checking it with existing analysis. Also, in order to evaluate the affects of the cooling system to the piston's heat load, the paper analyzed piston's temperature and thermal stress distribution according to the cooling water temperature changes and the following variations. As a result, the maximum temperature was found at the center of the crown in the piston and the maximum thermal stress occurred from the lower part of the piston.

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Structural Analysis of Built-in Side-by-Side Refrigerator with Ice Dispenser and Home Bar and Evaluation of Door Differences and Gasket Gap (얼음디스펜서와 홈바가 있는 빌트인 양문형 냉장고의 구조해석 및 도어 단차와 개스킷 간극의 평가)

  • Ryu, Si-Ung;Lee, Boo-Youn
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.9
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    • pp.465-473
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    • 2018
  • A cabinet-door integrated finite element model for a built-in side-by-side refrigerator with an ice dispenser and home bar was constructed, and its deformation was analyzed by ANSYS. As loads, the food load in the shelf and baskets, and thermal load occurring during the normal operation condition were considered. From results of the analyses, the door height difference (DHD) and door flatness difference (DFD) between the two doors, and the increase in the gap of the door gasket, which affects the sealing of cool air in the cabinet, were derived. As results of an evaluation of the differences, the DHD and DFD under the assembled condition satisfied the acceptance criteria of the manufacturer. The food and thermal loads increased the DHD and DFD due to thermal deformation, and the DFD increased significantly. In addition, the increase in the gap of door gasket located between the cabinet and doors was derived from the results of displacements under the food and thermal loads. The evaluation showed that the maximum increase in gap appeared at the left edge of the freezing compartment gasket, which satisfied the acceptance criteria of the manufacturer.

Experimental Verification of Heat Sink for FPGA Thermal Control (FPGA 열제어용 히트싱크 효과의 실험적 검증)

  • Park, Jin-Han;Kim, Hyeon-Soo;Ko, Hyun-Suk;Jin, Bong-Cheol;Seo, Hak-Keum
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.42 no.9
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    • pp.789-794
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    • 2014
  • The FPGA is used to the high speed digital satellite communication on the Digital Signal Process Unit of the next generation GEO communication satellite. The high capacity FPGA has the high power dissipation and it is difficult to satisfy the derating requirement of temperature. This matter is the major factor to degrade the equipment life and reliability. The thermal control at the equipment level has been worked through thermal conduction in the space environment. The FPGA of CCGA or BGA package type was mounted on printed circuit board, but the PCB has low efficient to the thermal control. For the FPGA heat dissipation, the heat sink was applied between part lid and housing of equipment and the performance of heat sink was confirmed via thermal vacuum test under the condition of space qualification level. The FPGA of high power dissipation has been difficult to apply for space application, but FPGA with heat sink could be used to space application with the derating temperature margin.

Temperature Prediction of Cylinder Components in Medium-Speed Diesel Engine Using Conjugate Heat Transfer Analysis (복합 열전달 해석을 이용한 중속 디젤엔진 실린더 부품 온도 분포 예측)

  • Choi, Seong Wook;Yoon, Wook Hyoen;Park, Jong Il;Kang, Jeong Min;Park, Hyun Joong
    • 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.

Numerical analysis according to evaporator type (증발기 형태에 따른 수치적 해석)

  • Kim, Dae Yeong;Kim, Moon Ki;Yun, Hong Sun
    • 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.

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Cutting Load Analysis according to Blades Installation Angle of the Stem Cutter using EDEM (EDEM을 이용한 줄기절단기의 칼날 설치각에 따른 절단부하 분석)

  • Park, Donghyeok;Lee, Chungu;Baek, Seunghwan;Rhee, Joongyong
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.65-65
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    • 2017
  • 밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성 계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) $Core^{TM}$ i7-4790 CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균 값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 $R^2$는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.

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