• 수산해양기술연구
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• 제31권3호
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• pp.296-305
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• 1995

보일러 및 연소로 등에서의 부유체 환경에서 입자와 벽면 사이의 열전달 현상을 규명하기 위한 수치적인 모델링을 행하였다. 본 연구에서는 벽면에 수직 충돌하는 입자에 의한 열전달 현상을 알아보기 위해 2차원 모델을 사용하였다. 입자표면에서 단열된 경계조건과 등온의 경계조건을 사용한 결과를 비교함으로써, 입자가 벽면에 충돌할 때 유체를 매개로한 전도와 입자에 의해 야기된 대류 현상을 비교할 수 있었다. 계산 결과, 입자가 벽면에 충돌하기 직전에는 입자 크기의 반정도의 거리에 도달할 때까지는 입자의 영향이 별로 없고, 충돌하고 난 후에 영향이 많았다. 또한, Pe 수가 작을 때는 유체를 매개로 한 전도가 지배적이며, Pe 수가 증가할수록 야기된 대류의 효과가 점차 증가하였다

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.90-94
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• 2013

굴 패각분말을 함유한 석고시험체를 통하여 1차원 열전달 특성을 조사하였다. 굴패각 성분의 함유량이 늘어날수록 기공을 포함한 시험체의 구조적 변형에 근거하여 흡착과 같은 물리화학적 특성이 증가함에 따라 시험체 전체의 열전달 특성도 달라질 것으로 예측되었다. 푸리에(Fourier) 열전도 방정식을 기초로 하여 1차원 슬랩의 열전도 현상을 수치모사한 결과 패각분말의 배합도 및 각 성분재료의 열전달관련 물리적 계수에 따라 상당한 열전도 분포의 변화를 관측할 수 있었으며 이는 모형실험 결과와도 잘 부합하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.4.2-4.2
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• 2010

최근 열전달율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고 열전도성 나노유체가 주목을 받고 있다. 고 열전도성 나노유체는 액상보다 열전도도가 수백~수만 배 높은 고상의 금속 또는 비금속 나노입자를 물이나 오일 등에 미량 균일하게 분산시킴으로써 기존의 유체가 가지지 못한 높은 열전도율과 분산안정성을 갖는 기능성유체를 말한다. 고 열전도성 나노유체는 기존 냉각시스템에서 냉각유체만 교체할 경우에도 열전달 효율을 20% 이상 향상시킬 수 있는 저비용 고효율작동 유체이다. 이 나노유체는 발전설비, 공조설비, 에너지 산업, 석유화학, 화학공업, 제철산업, 가정용 냉난방설비, 자동차 등 산업 전 분야의 열교환시스템에 활용이 가능하다. 따라서 고 열전도성 나노유체는 종래 열효율의 한계를 돌파할 수 있는 에너지 이용 효율 향상 기술의 패러다임을 바꿀 혁신적인 신소재로 여겨지고 있다. 그러나 현재까지 개발된 나노유체는 초기 열전도 특성은 우수하나 장기간 분산안정성이 확보되지 않아 시간이 경과함에 따라 열전도도가 점점 감소하는 경향을 보인다. 또한 탄소나노튜브를 분산한 나노유체의 경우와 같이 유체의 점도가 크게 증가하여 실제 산업에 적용 시 커다란 동력손실을 초래할 수 있으며 열교환시스템에 파울링이 발생할 소지가 크다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 나노유체에서 열전달이 일어나는 메커니즘이 규명되어야 하지만 아직 명확한 이론이나 가설이 정립되어 있지 않다. 이 논문에서는 나노유체가 높은 열전도율을 보이는 현상을 설명할 수 있는 몇 가지 이론을 살펴 보고 지금까지 개발된 안정성이 아주 높은 나노유체의 열전도 특성을 비교 분석하여 획기적인 열전도성 나노유체 개발 가능성을 살펴보고자 한다. 이를 위해 나노입자의 조성, 유체 내 농도 및 자기장 등이 나노유체의 열전도율에 미치는 영향을 연구하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.9-15
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• 2013

지구 온난화 현상과 유가급등에 따른 에너지 부족 현상은 생산된 에너지의 효율적인 사용과 관리 문제를 부각시켰다. 이에 열교환기의 에너지 효율 향상을 위한 새로운 방안이 요구되었고 새로운 작동유체로서 나노유체의 열전달 특성 연구가 필요한 실정이다. 나노유체의 전도열전달특성의 경우 많은 선행연구에서 예측 가능한 패턴을 보이며 증가한 반면, 대류열전달 특성의 경우 특성이 명확하지 않아 추가적인 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$의 입구온도 조건에서 레이놀즈수와 나노유체의 vol%를 증가시키며 실험을 수행하였다. 수행 결과 레이놀즈수와 vol%, 입구 온도가 증가할수록 대류열전달계수가 향상되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.276-280
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• 2007

초음속 유동장내에 분사된 이차제트 주변에서의 열전달 현상을 고찰 하였다. 초음속 유동장내에 등 열유속조건이 적용되도록 히터를 표면에 설치하였으며, Jet to freestream momentum ratio(운동량비)에의 변화에 따른 2차분사를 하여, 2차분사홀 주변의 표면온도 변화를 적외선 카메라를 통하여 측정하였으며, 이를 바탕으로 대류열전달 계수를 계산하였다. 또한 초음속 유동장 내에서 돌출된 실린더 주변 표면의 대류열전달 계수 측정 결과와 비교 하였다. 실린더의 주유동에 대한 기울어진 각도와 2차분사의 운동량비는 표면 대류열전달계수 분포에 중요한 요인으로 작용하였다.

• 에너지공학
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• 제20권3호
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• pp.242-251
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• 2011

수직 원형관 내부의 자연대류 열전달 현상이 상 하단 마개 유무 그리고 마개의 가열 및 단열조건에 따라 어떻게 변화하는지 $Ra_{Lw}$ 수 $9.26{\times}10^9\sim7.74{\times}10^{12}$의 범위에 대해 실험적으로 연구하였다. 상사성의 원리를 이용하여 열전달 실험을 대신하여 황산-황산구리 수용액의 전기도금계를 이용한 물질전달 실험을 수행하였다. 실험결과, 수직 원형관의 위와 아래가 열린 경우 자연대류 열전달은 기존의 수직평판에 대한 그것과 일치하였고 상 하단 마개의 영향 따른 열전달의 변화는 Krysa 등, Sedahmed 등과 Chung 등이 실험한 현상과 일치하였다. 구리 마개를 사용한 경우 측정된 열전달은 층류와 난류영역에서 원형관의 아래만 막혔을 때가 가장 높게 측정되었고 다음으로는 위와 아래가 모두 막힌 경우, 위만 막힌 경우 그리고 위와 아래가 모두 열린 경우의 순으로 열전달이 변화하였다. 한편, 아크릴 마개를 사용한 경우에는 그 경향은 비슷했지만 위와 아래가 모두 열린 경우가 위만 막힌 경우보다 열전달이 높았다. 구리 마개를 사용한 경우 아크릴 마개보다 열전달이 높았다. 이는 서로 다른 가열벽면에서 발생된 유동의 상호작용에 기인하였기 때문인 것으로 판단된다. 본 실험을 통하여 기존연구보다 확장한 유동영역과 기하구조에 대하여 열전달의 영향을 관찰하였고, 층류와 난류영역에 대한 자연대류 열전달 상관식을 제시하였다.

• 기계저널
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• 제20권6호
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• pp.468-473
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• 1980

강재의 냉각, 특히 물을 사용한 강제냉각은 제철공정에서 실용되어지고 있음에도 불구하고 그 냉각과정에서 어떠한 현상이 일어나고 있는 지는 아직까지 명확치 못한 부분도 많고, 열전달율의 정량\ulcorner인 값도 불확실한 부분이 많다. 석유 shock 이래, energy 사용의 절약을 부르짖는 이때 물 상용의 절감 또한 절실히 요구되고 있다. 따라서 철강관계자도, 전열관계자도 이방면에 중대한 관심을 기울이게 됨은 물론 연구는 문의 수도 점차로 늘어나기 시작했다. 제철공정에서 가장 중요한 부분을 차지하는 온도범위는 감재표면열도의 200-1300.deg.C정도사 이 이지만 이중 300-800.deg.C 정도 범위에서는 인체면과 물사이의 전열현상을 가장 잘 알지 못하는 범위이다. 이범위의 실험치를 개관하면 실험하는 사람에 따라서 열전달율에 약간의 정도차가 있으며, 아 직까지 연구의 단서만 나온 것 뿐이라는 관점이다. 강재냉각의 전망에 대해서는 삼봉의 훌륭한 교재가 있으며, 본자료에서 는 냉각하는 경우에 생기는 현상을 중심으로 전열연구자의 입장에서 연구현황과 그 문제점을 논술해 보고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.301-305
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• 2012

본 연구에서는 GaN 나노와이어의 인장, 압축, 하중 제거 전산모사를 분자동역학 방법을 통하여 수행하였고, 평형 분자동역학 방법인 Green-Kubo 방법을 이용하여 각각의 변형된 구조의 나노와이어의 열전도율을 구하였다. 단면의 형상이 육각형이고, 길이 방향이 [0001] 격자 방향으로 형성된 나노와이어에 인장 하중이 작용하게 되면 나노와이어의 원자 구조는 초기의 wurtzite 구조에서 정방정계 구조로 변형된다. 초기 상태에 압축 하중이 작용하는 경우에는 상변이 현상은 나타나지 않는다. 압축에서 인장으로 변형률이 증가함에 따라 나노와이어의 열전도율은 감소하는 경향을 나타낸다. 이 같은 열전도율의 변화는 변형률에 따른 포논의 감쇠시간 감소에 의한 것이다. 인장에 의해 변형된 정방정계 구조의 나노와이어에서 인장 하중을 제거하는 경우에는 초기의 wurtzite 구조로의 역상변이 현상이 나타나고, 이와 같은 역상변이 과정에 wurtzite 구조와 정방정계 구조가 동시에 나타나는 중간 단계가 존재한다. 중간 단계의 열전도율은 같은 변형률에서 wurtzite 구조일 때보다 낮은 특성을 갖는다. 내부 원자 구조에 따른 열전도율의 차이는 구조적 변형에 의한 포논의 군속도 변화에 따른 것이다.

• 융합정보논문지
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• 제12권3호
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• pp.294-301
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• 2022

본 연구에서는 열전발전기에 장착된 열전소자 간의 불균일한 온도편차에 의해 발생하는 부정합 손실을 저감할 수 있는 Multi-layer Cascade (MLC) 전기연결 방법을 제안한다. MLC의 성능을 검증하기 위해 열유동 현상 뿐만 아니라 열전소자에서 발생하는 다중물리현상을 반영한 수치해석 모델을 개발하였다. MLC는 고온도차를 경험하는 소자와 저온도차를 경험하는 소자를 서로 다른 Layer에 배치하여 구현할 수 있으며, 고온도차 소자와 저온도차 소자의 분류에는 수치해석 모델을 통해 얻어진 소자별 고온부 표면 온도를 활용하였다. MLC를 구성하는 각 Layer의 전기분선 비율을 변화시키며 이상적인 열전발전 성능과의 비교를 통해 MLC의 부정합손실 저감특성을 확인하였다. 최적 분선비율로 구성한 MLC의 경우 이상적인 결과 대비 96.5%의 발전성능을 보였으며, 열원의 유량이 적거나 발전시스템의 크기가 증가하여 소자 간의 온도편차가 클수록 부정합손실 저감효과가 더욱 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.93-101
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• 2010

최근 녹색뉴딜혁명으로 새로운 청정에너지원의 활용이 요구됨에 따라, 철로나 도로같은 생활주변의 사회기반시설에서 발생되는 열 에너지의 하베스팅 가능성을 검증하기 위해 도시 및 생활주변에서 느껴지는 뜨거운 열과 온도를 열전현상을 이용한 Bi-Te계열의 열전소자를 통해 열-전기변환 가능성을 확인하고, 도시산업 기반시설의 열원 및 주변환경변화를 고려한 실험을 통해 발생되는 전기적 특성을 확인하여, 도시에서 무의식적으로 폐기되고 있는 열에너지의 효율적인 활용방안에 대하여 모색하였다. 아스팔트 포장도로나 콘크리트 구조물등의 사회기반시설에서 발생 가능한 열원의 온도차를 열전소자 양단에 공급하고, 열전달 방법과 재료 공급시간 등을 변수로 하여 발생하는 전기적 특성을 측정한 실험결과 $70^{\circ}C$의 온도차와 $1m^2$의 면적에서 약 20.82W의 전력을 얻을 수 있음을 확인함으로써 열에너지 회수 가능성을 검증하였고, 산업기반시설에서 발생하는 열원의 온도변화율 및 변환면적이 열-전기변환에 있어서 가장 큰 영향을 미치고 있는 것을 확인하였다. 또한 효율적인 열전 발전을 위해서는 열전소자 자체의 변환효율성능의 향상과 더불어 열에너지원의 열손실 감소, 열보존율 향상 등의 활용방법을 통해 효율적이고 지속적인 열전 발전의 가능성이 있음을 확인하였다.