• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.242-242
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• 2003

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권5호
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• pp.617-623
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• 2004

This paper describes a dynamic thermal model for a representative dual axis rotational Chemical-Mechanical Polishing (CMP) tool. The model is one-dimensional but configured in the two-dimensional space and consists of three sub-models (pad, wafer and slurry fluid), with the first and the second that are time-dependent heat conduction-convection models with linear stationary (wafer) and nonlinear moving (pad) boundary conditions, and the last one that is a heat transport-convection model (slurry fluid). The modeling approach is validated by comparing the simulation results with available experimental data.

• 한국추진공학회지
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• 제24권3호
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• pp.59-70
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• 2020

본 논문에서는 기존 적층형 배관의 총 열전달 계수 경험식을 활용할 때 발생하는 한계점을 해결하고자, 외부 총 열전달 계수의 강제 대류 열전달 계수 항을 독립적으로 도출하는 간소화된 모델링을 제안하고, 이를 극저온 환경의 실험 결과로 확인하였다. 액체 산소 냉각 나선형 열교환기가 액체 질소와 열교환하는 실험 장치를 구성하고 열교환기의 열전달량을 계측하여, 외부 총 열전달 계수를 도출하였다. 측정된 외부 총 열전달 계수가 모델링으로 예측 곡선과 일치함을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제5권1호
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• pp.83-95
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• 2002

시뮬레이션/모델링 기법을 이용하여 세라믹 섬유단열재의 열전도도를 분석하였으며, 열전도도를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 세라믹 섬유 단열재는 $1600^{\circ}$까지 사용할 수 있는 고온용 단열재로써 극심한 공력가열 환경에 노출되는 고속 항공기 및 유도무기에 적용 가능한 재료이다. 섬유 단열재의 열전도도는 전도 열전달 및 복사 열전달에 의해 결정되므로 각각의 메카니즘에 의한 열전도도를 계산하였다. 전도 열전달은 균질화 기법을 이용하였으며, 복사 열전달은 무작위 수(random number)를 이용하여 계산하였다. 특히 복사 가능 거리 및 확률을 도입함으로써 실험 상수(experimental constant) 없이 복사 열전도도를 계산할 수 있었다. 본 논문 연구 방법으로 계산된 섬유 단열재의 열전도도는 실험값에 대하여 평균 93%의 신뢰도를 나타내었다. 또 본 논문에서 개발한 열전도도 계산프로그램은 섬유와 공기의 열적 특성만으로 계산이 가능하므로, 섬유 단열재와 유사한 내부조직을 갖는 대부분의 복합재료에 적용할 수 있다.

• 기계저널
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• 제32권8호
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• pp.691-705
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• 1992

레이저가공 분야는 앞으로도 계속적인 관심과 함께 개발에 대한 연구가 지속될 것으로 전망된다. 실제 재료가공에 있어서의 시행착오를 줄이기 위해서는 이에 대한 열전달해석이 뒷받침이 되어야 하며 2차원해석, 산화반응열의 정확한 계산, 레이저 흡수율의 모델링 등이 앞으로 연구되어야 할 과제라 생각된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.1291-1296
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• 2014

열전 냉각기는 냉온 정밀온도제어가 가능하고, 소형화 및 경량화가 가능할 뿐만 아니라 기계적인 진동이 없어 신뢰성을 높일 수 있다는 장점 때문에 다양한 분야에 적용이 시도되고 있다. 하지만 열적 모델링 및 해석이 요구되기 때문에 적용분야에 최적한 열전 냉각기를 설계하는 것은 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 SINDA/FLUINT 해석법을 이용하여 열전 냉각기 모델링과 크기 결정 문제 그리고 열적해석 등을 연구함으로서 열전 냉각기의 적용을 위한 기반기술을 확립하고자 한다.

• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.103-109
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• 2015

배열회수 보일러는 입구 확관 덕트와 전열관군으로 이루어져 있는데 전열관군에서 열전달 효율을 향상하기 위해서는 전열관군 전에서 배기가스 유동이 균일하게 되어야 한다. 본 연구에서는 전열관군 전의 배열회수 보일러 입구 덕트에서 유동 특성을 살펴보았고 전열관군의 열전달 메커니즘을 지금까지 다른 연구들에서 적용하였던 일정한 열전달 량으로 한 경우와 전열관군 배관의 내부와 외부의 대류열전달을 고려한 열전달 메커니즘을 적용한 경우의 해석에서 온도 분포를 비교하여 배열회수 보일러의 전열관군에서 실제 현상에 보다 적합한 열전달 메커니즘을 정립하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 통하여 전열관군 배관의 내부와 외부의 대류열전달을 고려한 열전달 메커니즘을 적용한 해석이 일정한 열전달 량을 적용한 경우보다 온도 분포가 타당한 결과를 도출하였고 이렇게 적용한 경우는 배열회수 보일러 탈질설비 전단에서 온도 분포가 설계 기준 ${\pm}10^{\circ}C$에 만족함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.554-560
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• 2021

크러드는 원자력 발전소 운전 시 핵연료 표면에 침적되는 철-니켈-크롬 등의 금속 산화물로 이루어진 다공성 물질이다. 그 두께는 수십 ㎛ 수준이다. 발전소의 냉각재상실사고 시 크러드 층은 핵연료-냉각수 열전달에 영향을 미치게 되어 원전 안전성 측면에서 그 영향을 살펴보는 것이 중요하다. 일반적으로 크러드는 열저항으로 인하여 핵연료 온도를 높이는 부정적 효과가 있는 것으로 알려져 있었다. 그 이유는 크러드에 의하여 핵비등, 최소막비등온도, 단상증기 열전달, 임계열유속, 막비등 열전달 등 2상유동 열전달 특성을 고려하지 않았기 때문이다. 본 연구에서는 다공성 크러드 물질의 물성치를 모델링하고 이를 국내 원전안전해석 코드인 SPACE에 탑재하였다. 크러드는 다공성 고체 물질이고 표면이 거칠기 때문에 최소막비등온도와 단상증기 열전달이 증가할 것으로 예상된다. 이에 최소막비등온도와 단상증기 열전달이 최대 피복재 온도 및 급냉에 미치는 영향을 평가하였다. 시험 계산은 기존 FLECHT-SEASET 재관수 실험 장치에 기반으로 수행되었다. 계산결과 최소막비등온도가 상승하여 급냉시간이 줄어들었다. 단상증기 열전달의 경우 약 20% 증가할 때까지는 최대 피복재 온도가 하강하였다. 크러드 층이 원전 안정성 측면에서 긍정적인 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.810-820
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• 1985

배기 decoupling chamber룰 갖고 있는 맥동 연소 급수가열기에 대한 수학적인 모델링과 관련된 컴퓨터 시뮬레이션을 하였고, 이 때 계에 대한 맥동 현상과 관련된 열적 및 동적 특성을 고려 였다. 시뮬레이션결과 시동기간에 대한 계의 각 부분에서 일어나는 열전달, 압력 및 온도를 구 였고 또한 해석의 제한성과 개선의 필요성을 논의하였다. 이 연구에서 얻어진 결과는 도관에서 맥동에 의한 대류열전달을 예측하기 위한 모델을 세우는데 활용될 수 있다.