• Title/Summary/Keyword: 열유동 해석

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CFD procedure of Multi-phase flow to predict the trend of Boil-off for the various filling ratio of C-Type liquefied hydrogen tank subject to sloshing motion (슬로싱에 놓인 C-Type 액화수소 탱크의 적재율에 따른 BOG 발생량 경향 예측을 위한 다상 유동 CFD 해석 절차)

  • Jin-Ho Lee;Sung-Je Lee;Se-Yun Hwang;Jang Hyun Lee
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2022.06a
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    • pp.213-213
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    • 2022
  • 본 논문은 슬로싱(Sloshing) 거동에 놓인 극저온 액체수소 화물창의 BOG 예측을 위한 CFD 해석 절차를 다루고 있다. 특히, 적재율(Filling Ratio)에 따라 달라지는 열 유입과 그에 따른 액체수소의 기화 경향을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 액체수소와 기체수소의 혼재에 의한 다상 열유동(Multiphase-Thermal flow) 특성을 반영하고 유동에 따른 강제 대류 현상을 열유속에 반영하기 위한 CFD 해석을 수행하였다. 다상 유동 모델의 정확성을 검증하기 위하여 슬로싱 실험의 압력 계측 값과 해석의 압력 값 및 자유수면(Free surface) 형상을 비교하였다. 소형 C-Type 독립형 액화수소 탱크를 대상으로 슬로싱 유동과 BOG 발생을 수치적으로 예측하였다. 해석 과정에서 VOF(Volume of fraction) 모델과 Eulerian 모델을 모두 적용하여, 액체수소에 유입되는 열 유속(Heat flux)의 예측 정확성을 비교하였다. 슬로싱 유무에 따라 액체수소에 유입되는 열 유속을 비교하여 슬로싱 유동의 포함 여부에 따른 BOG 발생량의 변화를 제시하였으며, 최종적으로 액체수소의 충전율(Filling ratio) 별로 BOG 발생량의 경향성을 제시하였다.

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Numerical Simulation of Flow and Thermal Performance in the Municapal Solid Waste Incinerator (도시폐기물 소각로내 열유동 해석을 위한 수치해석적 연구)

  • 박병수;이진욱;이정한;허일상
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.93-98
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    • 1997
  • 도시폐기물의 효율적인 소각 처리를 위해서 폐기물 처리량 50 ton/day의 화격자 소각로를 대상으로 화학반응을 고려하여 연소실 내부의 열유동 현상을 전산모사하였다. 수치해석 프로그램으로 상용코드인 PHOENICS를 사용하여 3차원 모사를 하여 실험으로 파악할 수 없는 연소실 내부의 유동 및 폐기물과 산화제와의 반응을 계산하였다. 건조부, 주연소부, 후연소부에 1차연소용공기, 연료의 분포 및 폐기물의 발열량이 노내 열유동 현상에 미치는 영향을 조사하였다. 1차연소용 공기의 분포에 따라 노내 유동장의 형태에 변화가 있었으며, 벽면에서의 복사열전달을 고려한 경우 2차연소실과 출구근처에서 온도분포가 파일롯트 플랜트 실험결과와 잘 일치하는 r서으로 나타났다.

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Thermal-Fluid Coupled Analysis for Injection Molding Process by Considering Thermal Contact Resistance (사출금형의 열접촉 저항을 고려한 성형과정의 열-유동 연계해석)

  • Sohn, Dong-Hwi;Kim, Kyung-Min;Park, Keun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.12
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    • pp.1627-1633
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    • 2011
  • Injection molds are generally fabricated by assembling a number of plates in which the core and cavity components are assembled. This assembled structure has a number of contact interfaces where the heat transfer characteristics are affected by thermal contact resistance. In previous studies, numerical approaches were investigated to predict the effect of thermal contact resistance on the temperature distribution of injection molds. In this study, thermal-fluid coupled numerical analyses are performed to take into account the thermal contact effect on the numerical evaluation of the mold filling characteristics. Comparisons with experimental results show that the proposed coupled analysis provides more reliable results than the conventional analyses in predicting the mold filling characteristics by taking into account the effect of thermal contact resistance inside the injection mold assembly.

Optimized Design and Analysis of PCS based on CAE(Computer Aided Engineering) (CAE를 이용한 대용량 PCS 시스템 해석 및 최적화 설계기법)

  • Lim, Chang-Jin;Kim, Yun-Hyun;Han, Jong-Hee;Kim, Kwang-Seob
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.166-167
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    • 2010
  • 최근 전기/전자 제품 개발에서 대용량, 소형화가 이루어지면서 제품 설계에 열유동 및 구조적 문제가 중요한 요소로 등장하였다. 열유동은 발열체와 공기의 흐름에 관련이 있기 때문에 시스템의 구조를 어떻게 설계 하느냐가 방열의 중요한 요소이다. 본 논문에서는 Ansys사(社)의 소프트웨어를 이용하여 연료전지용 PCS에 대한 열유동, 구조 및 강도 해석을 수행하였다. 3D설계는 CAD(Computer Aided Design) 소프트웨어인 Pro Engineer를 이용하였다. 설계된 3D 도면을 Ansys Multiphysics로 불러들여 구조 및 강도해석을 하였고 CFD(Computational Fluid Dynamics) 소프트웨어인 Icepak으로 열유동해석을 수행하였다.

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Study on Thermal Insulation Design and Heat Flow Analysis of Spacecraft Shipping Container (위성 운송용 컨테이너의 단열 설계와 열 유동 해석에 관한 연구)

  • Park, Sang-Rae;Lee, Choon-Woo;Kim, Jin-Taek
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.14 no.1
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    • pp.8-15
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    • 2020
  • In this paper, we propose a container wall and its boundary layer insulation design method that can maintain the temperature inside the spacecraft shipping container constantly under the condition that the heat or the external temperature changes severely to safely transport the satellite to the launch site. We will examine if the temperature inside the satellite shipping container is kept constant through the heat flow analysis and the satellite heat transfer analysis for the external environment of the satellite shipping container. Through the flow analysis inside the container, the flow distribution around the satellite in the container is analyzed, and the auxiliary fan, air conditioning system and special grill guide structure design for improving and optimizing heat flow performance are proposed.

Identification of Thermal Flow Boundary Conditions for Three-way Catalytic Converter Using Optimization Techniques (최적화 기법을 이용한 삼원촉매변환기의 열유동 경계조건의 동정)

  • Baek, Seok-Heum;Choi, Hyun-Jin;Kim, Kwang-Hong;Cho, Seok-Swoo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.11 no.9
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    • pp.3125-3134
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    • 2010
  • Three-way catalyst durability in the Korea requires 5 years/80,000km in 1988 but require 10 years/120,000km after 2002. Domestic three-way catalyst satisfies exhaust gas conversion efficiency or pressure drop etc. but don't satisfy thermal durability. Three-way catalyst maintains high temperature in interior domain but maintain low temperature on outside surface. This study evaluated thermal durability of three-way catalyst by thermal flow and structure analysis and the procedure is as followings. Thermal flow parameters ranges were determined by vehicle test and basic thermal flow analysis. Response surface for rear catalyst temperature was constructed using the design of experiment (DOE) for thermal flow parameters. Thermal flow parameters for rear catalyst temperature in vehicles examination were predicted by desirability function. Temperature distribution of three-way catalyst was estimated by thermal flow analysis for predicted thermal flow parameters.

Development and Application of Thermal hydraulic Simulation Model for Aircraft-EHA(Electro-Hydrostatic Actuator) (항공기용 EHA의 열유동 해석모델 개발 및 활용)

  • Noh, Dae-Kyung;Yoon, Young-Whan;Kim, Dae-Hyun;Kim, Sang-Seok;Kim, Sang-Beom;Park, Sang-Joon;Choi, Kwan-Ho;Jang, Joo-Sup
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.23 no.2
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    • pp.17-24
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    • 2014
  • This study attempts to show an example of developing and applying thermal hydraulic simulation model for Aircraft-EHA. The overview of research procedure is as in the following. First, The unit hydraulic simulation model, which reflects physical quantity answering engineer's purpose is developed. Second, The unit hydraulic simulation model is combined, and then branched out to EHA hydraulic model. Third, a simulation model including flow thermal is developed, and then oil temperature rise time according to 'initial temperature and load' is examined. Finally, the master graph that can be used for designing EHA combined with thermal hydraulic analysis results in several cases is compiled, and suggested. AMESim, commercial software, is used through whole procedure.

Numerical Study on the Validity of Scaling Law for the Heat and Fluid Flow of Compartment Fires (구획화재 열유동에 대한 축소법칙의 유효성에 관한 수치해석 연구)

  • Ko, Gwon-Hyun
    • Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.159-162
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    • 2011
  • 본 연구에서는 환기 특성에 근거한 축소법칙의 유효성을 평가하기 위해 실규모 및 2/5 축소 구획에 대한 화재를 FDS를 이용하여 모사하고 기존의 실험 결과 및 해석 결과 상호간에 비교 분석을 수행하였다. 실규모 및 축소 모형에 대한 해석 결과를 비교할 때 구획 내부 유동 형태 등에 있어서 다소간의 차이를 보였으나 화염의 분출 거동 및 열유동 분포 등의 거시적인 특성에 대해서는 유사한 결과를 보여주었다.

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Combustion characteristics for low emission of municipal waste incinerator with thermal flow simulation (열유동 해석을 통한 도시폐기물 소각로 저공해 연소 특성)

  • 전영남;송형운
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.97-98
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    • 2001
  • 폐기물 소각로는 주입 폐기물의 성상이 균일하지 못하므로 폐기물의 불완전 연소에 의한 유해중간 생성물들이 생성되므로 논란이 되어왔다. 이를 제어하기 위해서는 공기량, 공기 주입방법, 공기 예열온도등에 운전조건들의 선정이 매우 중요하다. 이를 위해 진행되어온 연구는 크게 실험적 방법과 수치 해석적 방법의 두 범주로 나뉘어진다. 이에 본 연구에서는 수치해석적 방법으로 광주 상무신도심에 설치 가동중인 200톤/일 용량의 소각로내의 열유동 현상을 해석하기 위하여 고체 폐기물이 매우 빠르게 탈휘(devolatilization)되는 것으로 가정, 메탄가스로 단순화(Chen et al, 1999)하였다. (중략)

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Application of the lattice Boltzmann method to multiphase flow and combustion analysis (다상 유동 및 연소 해석에서 Lattice Boltzmann 방법의 응용 가능성에 대한 고찰)

  • Huh, Kang-Yul
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 2001.06a
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    • pp.3-8
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    • 2001
  • LBM은 분자 운동을 직접 모사하지 않고 통계 역학적 원리에 기초하여 주어진 격자 구조 아래서 입자들의 단순 이동, 충돌 과정의 반복에 의해 유동을 모사하는 방법이다. 이미 다양한 열유동 현상들에 대한 응용 결과가 발표되었으며 병렬화, 단순한 프로그래밍 등의 장점으로 인해 앞으로 연소, 다상 유동, micro/nano 스케일 유동 등의 해석에 많은 가능성을 지니고 있다. 아직 국내에서는 이에 대한 소개가 제대로 이루어지지 못해 관련 분야의 연구자들이 충분한 관심을 갖고 있지 않은 것으로 생각되어 본 논문에서 LBM 방법에 대한 개략적인 소개를 시도하였다.

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