• Title/Summary/Keyword: 열전도 모델

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Thermal Modeling for Input Protection Circuit (입력보호회로설계를 위한 열모델링)

  • Choi, Hyek-Hwan;Moon, Kwang-Seok
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.32 no.1
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    • pp.100-106
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    • 1996
  • 반도체 소자에 정전기 방전으로 인한 소자내의 온도 상승을 알기 위해 열전달 방정식으로부터 열모델을 유도하였다. 그리고 열파괴 문턱전류를 얻고 시간에 따른 온도 변화를 열모델로부터 해석하였다. 여기서 유도한 열모델은 Wunsch-Bell모델에 지수 항을 추가한 형태이다. 이 모델의 유효성을 증명하기 위해 실험결과와 비교한 결과 매우 잘 일치하였으므로 이 열모델의 함수는 입력보호회로의 반도체소자를 설계하는데 매우 유용하다.

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Thermal Analysis of a Radial Heat Sink with Radiation and Natural Convection (복사 열전달을 고려한 자연대류 원형 히트싱크 열전달 해석)

  • Yu, Seung-Hwan;Jang, Dae-Seok;Lee, Kwan-Soo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.4
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    • pp.385-390
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    • 2012
  • A radial heat sink, adopted to LED(light emitting diode) downlight, was optimized. Discrete transfer radiation model (DTRM) was used to calculate radiation heat transfer, and numerical model was verified with experimental results. The effects of number of fin, long fin length and middle fin length on overall thermal resistance and radiation heat transfer were analyzed. As the emissivity increased, thermal resistance decreased due to the increment of radiation heat transfer. The radial heat sink was optimized and optimum number of long fins is 19~28, optimum length of long fin is about half of radius of heat fink and optimum fin ratio is 0.4~0.7.

Heat transfer characteristics of the heat pipe using simplified heat transfer model (단순 열전달 모델을 이용한 히트파이프의 열전달 성능특성에 관한 연구)

  • Seo, Jae-Hyeong;Bang, Yu-Ma;Seo, Lee-Soo;Lee, Moo-Yeon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.1
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    • pp.15-20
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    • 2015
  • The objective of this study was to examine numerically the heat transfer and flow characteristics of the heat pipe with a wick using the simplified heat transfer model to enhance the cooling effects of high heat flux devices and minimizing the energy consumption for electric vehicles. The heat pipe with a wick was analyzed using commercial software with COMSOL and water was used as the working fluid. The velocity and temperature characteristics of the heat pipe were simulated numerically along the heat pipe and the local and average Nusselt numbers were calculated. As a result, the driving force occurred because of the temperature difference between the hot side and the cold side. The heat transfer of the heat pipe occurred from the hot side to the cold side and increased toward the center position. In addition, the average Nusselt numbers were 1.88 for the hot side and 0.1 for the cold side, and the maximum Nusselt number was 4.47 for the hot side and 0.7 for the cold side.

Numerical Analysis on the Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of a Channel with Pin-fin Structure (핀-휜 구조물을 삽입한 채널의 열전달 특성과 압력강하에 관한 수치해석)

  • Heo, Joo-Nyoung;Kim, Ji-Hoon;Son, Young-Seok;Shin, Jee-Young
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.35 no.2
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    • pp.224-231
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    • 2011
  • Heating and/or cooling of the channel with pin-fin structure is a promising choice for the efficient heat transfer. Complex pin-fin structure shows highly irregular behavior like porous media. This study shows the numerical analysis on the characteristic of heat transfer and pressure drop of a channel with pin-fin structure. It predicts the experimental data quite well at the high porosity region with large diameter. Low porosity activates the rigorous flow disturbance and, consequently, the enhanced heat transfer. However, the concept of optimum design should be carefully reviewed because the pressure drop is also increased with decreasing porosity at low porosity region.

A Numerical Study on the Anisotropic Thermal Conduction by Phonon Mean Free Path Spectrum of Silicon in Silicon-on-Insulator Transistor (실리콘 박막 트랜지스터 내 포논 평균자유행로 스펙트럼 비등방성 열전도 특성에 대한 수치적 연구)

  • Kang, Hyung-sun;Koh, Young Ha;Jin, Jae Sik
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.40 no.2
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    • pp.111-117
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    • 2016
  • The primary concern of this research is to examine the phonon mean free path (MFP) spectrum contribution to heat conduction. The size effect of materials is determined by phonon MFP, and the size effect appears when the phonon MFP is similar to or less than the characteristic length of materials. Therefore, knowledge of the phonon MFP is essential to increase or decrease the heat conduction of a material for engineering applications, such as micro/nanosystems. In this study, frequency dependence of the phonon transport is considered using the Boltzmann transport equation based on a full phonon dispersion model. Additionally, the phonon MFP spectrums of in-plane and out-of-plane heat transport are investigated by varying the film thickness of the silicon layer from 41 nm to 177 nm. This will increase the understanding of anisotropic heat conduction in a SOI (Silicon-on-Insulator) transistor.

도핑하지 않은 다이아몬드 박막의 전기전도 경로와 기구

  • 이범주;안병태;백영준
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.60-60
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    • 1999
  • 단결정 다이아몬드의 열전도도는 약 22W/cm.K로 열전도도가 가장 큰 물질로 알려져 있으며, 비저항은 10$\Omega$.cm 이상의 높은 값을 갖는다. 대부분 열전도도가 큰 것으로 알려진 물질들은 Cu, Ag 등과 같이 전자의 흐름에 의하여 열이 전도되기 때문에 큰 전기전도도를 함께 갖는 것일 일반적이다, 그러나, 다이아몬드는 빠른 phonon의 이동에 의하여 열전도가 이루어지므로 전기적으로 절연 특성을 갖으면서도 큰 열전도가 가능하다. 단결정 다이아몬드는 고방열 절연체로서 이상적인 물질 특성을 보여준다. 전기절연성을 갖는 열전도층으로 다이아몬드를 이용하기 위해서는 저가로 제조가 용이한 화학기상증착법을 이용하여야 한다. 화학기상증착법으로 제조된 다결정 다이아몬드 박막의 열전도도는 약 21W/cm.K로 여전히 매우 높은 값을 갖는 것으로 알려져 있지만, 비저항 값은 인위적으로 도핑을 전혀 하지 않은 상태에서도 106$\Omega$.cm 정도의 낮은 값을 갖는다. 전혀 도핑을 하지 않았음에도 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여 주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기전도성의 원인을 규명하는데 집중되고 있다. 아직 명확한 전도 기구는 제안되고 있지 못하지만 전도성의 원인은 수소와 관련이 있고 전도는 표면을 통하여 이루어진다는 것이다. 산(acid)을 이용하여 다결정 다이아몬드 박막을 세척하면 전기 전도성이 사라지고 높은 저항값을 갖는 박막을 얻게 되는데 박막을 세척하는 공정은 박막의 표면만을 변호시키므로 표면에 있던 전기전도층이 용액 처리를 통하여 제거되므로 전도성이 사라진다고 생각하는 것이다. 그러나, 본 연구에서는 두께가 두꺼울수록 저항값이 증가하는 것이 관찰되었고 기존의 측정방식인 수평적인 저항 측정법에 대하여 수직적 방향으로 저항을 측정하면 저항값이 1/2 정도 작게 측정되었다. 다결정 다이아몬드에서 표면을 통하여 전류가 흐른다면 박막의 두께에 따른 변화가 나타나지 않아야 하고 수직적인 전류 측정법이 오히려 더 큰 저항을 보여주어야 한다. 기존의 표면 전도 모델로는 설명되지 못하는 현상들이 관찰되었고 정확한 전기 전도 경로를 확인하기 위하여 전해 도금법으로 금속들이 석출되는 모습을 관찰하였다. 이 방법을 통하여 다결정 다이아몬드에서 전류는 결정입계를 통하여 전도됨을 알 수 있었다. 온도에 따른 다결정 다이아몬드의 전기전도도 변화를 관찰하였고 이로부터 활성화 에너지 값을 구할 수 있었다. 다결정 다이아몬드의 전도도는 온도에 따라서 0.049eV와 0.979eV의 두 개의 활성화 에너지를 갖는 구간으로 나뉘어졌다. 이로부터 다결정 다이아몬드에는 활성화 에너지 값이 다른 두 종류의 defect level이 형성되는 것으로 추정할 수 있고 이 낮은 defect level에 의하여 전도성을 갖는 것으로 생각된다.

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Comparative Evaluation on the Deriving Method of the Heat Transfer Coefficient of the C-D Nozzle (축소 확대 노즐의 열전달 해석을 위한 열전달 계수 계산 및 검증)

  • Noh, Tae Won;Roh, Tae-Seong;Lee, Hyoung Jin;Lee, Hyunseob;Yoo, Phil Hoon
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.26 no.2
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    • pp.1-11
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    • 2022
  • The heat transfer coefficient on the wall, which is used as a boundary condition in the thermal analysis of general contract-divergent supersonic nozzles, affects the thermal analysis accuracy of the entire nozzle. Accordingly, many methods of deriving a heat transfer coefficient have been proposed. In this study, the accuracy of each method was compared. For this purpose, the heat transfer coefficients were calculated through theoretical-based analogy methods, semi-empirical equations, and CFD simulations for the previously performed heat transfer experiment with an isothermal wall and compared with the experimental results. The results show that the Prandtl-Taylor analogy methods and the CFD results with the k-ω SST turbulence model were in good agreement with the experimental results. Furthermore, the Modified Bartz empirical formula showed an overall over-prediction tendency.