• 대한기계학회논문집B
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• 제38권7호
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• pp.619-624
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• 2014

나노 구조가 형성된 열전달 표면에서 유체의 비등 시 임계 열유속 값이 나노 구조가 없는 표면보다 현저히 증가한다는 것은 잘 알려진 사실이다. 다수의 물리적 메커니즘들이 이러한 나노 구조에서의 임계 열유속 증진 현상을 설명하기 위해 제안되어 왔다. 하지만 지금까지 대부분의 연구들은 정성적인 결과를 제시해 왔으며, 이러한 현상을 일반적으로 설명할 수 있는 이론은 아직 확립되지 않았다. 본 연구에서는 나노 구조가 형성된 표면에서의 임계 열유속 증진에 관한 정량적인 메커니즘을 증기 반동력 및 표면 접착력에 기초하여 제안하고자 한다. 특히, 본 연구에서는 임계 열유속 증진 현상을 표면에 형성된 나노 구조로 인한 액체, 증기, 고체의 삼중선 길이의 증가 및 나노 구조와 액체 사이의 접착력에 근거하여 설명하였다.

• 한국음향학회지
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• 제8권1호
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• pp.23-30
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• 1989

기포 혼합 유체 내에서의 압력파의 전파 현상을 수치해석으로 연구한다. 혼합 유체 영역을 지배하는 지배 방정식을 heuristic 한 방법으로 유도하고 기포 내부 영역에는 열전달 효과를 고려할 수 있도록 에너지 방정식을 도입한다. 기포 내부의 비등온 조건은 특히 기포가 고진폭을 가지고 진동할 때 매우 중요하다. 기포 역학 방정식으로서 Keller 방정식이 채택, 변형되어 기포 외부와 내부의 coupling을 맺어준다. 실제 문제로서 충격관내 충격파의 전파 현상을 수치해석 방법으로 해석한 결과가 Noordzij 및 van Wijngaarden 의 실험 결과와 거의 일치한다. 그러나 그들에 의해 설명된 충격파 구조의 변화 원인은 가스와 액체 간의 상대 운동인데 이는 본 모델에서 고려되지 않았기 때문에 가스와 액체 간의 열전달에 의해 충격파의 구조가 변화된다고 보는 것이 타당하다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.94-94
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• 2018

무인자동차 및 전기자동차 등 전장부품 및 메인보드에서의 오염 방지와 전자파에 의한 신호 간섭 현상에 따른 기기의 오작동을 방지하고자 MWCNT의 clustering 및 tangling현상을 활용하여 self cleaning 기능을 갖는 super hydrophobic 표면과 high aspect ratio에 의한 percolation 현상을 활용하여 전자파 차폐를 위한 낮은 표면저항을 만족하는 복합 재료로 구성된 코팅에 관하여 연구하였다. 이를 위해 isopropyl alcohol(IPA)을 용매로 산처리 한 MWCNT와 무기바인더, 불소계 실란을 첨가하여 초음파 분산을 함으로써 코팅액을 제조하였다. 이를 full cone nozzle type, 흡상식 스프레이 조건으로 알루미늄 시편위에 스프레이 코팅 후 열경화 하여 접촉각측정기로 측정 결과 $160^{\circ}$이상의 초발수 표면과 Low Resistivity Meter로 표면저항을 측정한 결과 $10^3{\Omega}/cm^2$ 이하의 낮은 코팅막을 구현하였으며 내구성 실험을 위한 항온항습 장비로 $80^{\circ}C$의 내열테스트 및 80%와 $80^{\circ}C$조건하에서의 내습테스트 결과 표면에 이상 없음을 확인하였고 열전도율 측정을 위해 밀도 측정 결과 $2.68g/cm^3$, 비열 측정 결과 $0.85J/g^{\circ}C$가 열확산율 측정결과 $88.64mm^2/s$가 측정 되었으며 밀도, 비열, 열확산율을 곱한 값인 $201.9W/m{\cdot}K$의 열전도를 갖는 코팅막을 구현하였다.

• 태양에너지
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• 제11권1호
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• pp.61-68
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• 1991

본 연구는 장방형 발열체 주위에서의 열전달 특성을 고려하기 위하여 주위유체가 공기인 정상, 층류 상태하에서 수평단열판에 등온 사각비임이 부착된 경우 발열체 주위에서의 자연대류 열전달현상을 단열판의 경사각과 Rayleigh수를 변수로 하여 실험적으로 고찰하였다. 단열판의 경사각 ${\theta}$를 변화시킴으로써 비임의 수평 및 수직표면에 의해 형성되는 열상승류의 영향에 따라 서로 다른 온도장과 유동장이 형성되었고 ${\theta}=45^{\circ}$인 경우의 직각모서리를 제외한 나머지 직각모서리에서 가열된 상승류의 상호작용에 의해 국소 Nusselt수가 증가하였다. Rayleigh수가 증가함에 따라 ${\theta}=90^{\circ}$인 경우 $X_2$표면에서의 Thermal depression 현상이 가장 현저하였으며, ${\theta}=-45^{\circ}$인 경우 $X_1$ 표면에서의 유동 정체현상이 가장 심하였다. 단열판의 경사각을 변화시켜 실험 고찰한 결과 전평균 Nusselt수는 ${\theta}=45^{\circ}$인 경우 최대, ${\theta}=-45^{\circ}$인 경우 최소였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.251-259
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• 1999

로울러 킬른 내의 이동현상에 대하여 전산모사를 수행하였다. 소결 공정에서 중요한 요소인 로울러 킬른 내의 온도분포와 속도장을 구하기 위하여 유한요소법을 이용하여 에너지 보존식과 운동량 보존식을 풀었다. 로울러 킬른 내에 세라믹 원료가 없을 경우에, 벽면의 열원으로부터 유입되는 공기로 빠르게 열전달이 이루어지게 되며 공기는 이 열의 대부분을 로울러 킬른 밖으로 전달하는 것을 알 수 있었다. 세라믹 원료가 있을 경우에, 세라믹 원료는 벽면으로부터 열을 받아 온도가 상승하게 되나 상대적으로 차가운 공기의 유동 때문에 인하여 공기로 많은 열을 빼앗기게 되는 것을 알 수 있었다. 자연대류에 의한 열전달로 인하여 소성대인 영역 5에서 세라믹 원료의 바닥과 윗면에서 온도 차이가 255K 정도 생겼다. 마지막으로 복사 열전달을 고려하였을 경우에 세라믹 원료 표면에서의 복사 열전달로 인하여 전도와 자연대류만 고려하였을 때보다 온도 차이가 45 K 정도 더 생겼다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.87-96
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• 2011

대량의 화석연료 소비로 인한 지구 생태계의 부작용에 따라 전 세계적으로 저탄소와 지속가능한 신재생에너지의 활용이 요구되고 있다. 본 논문에서는 여름철 아스팔트 포장도로에서 발생하는 열에너지를 열전현상을 이용하여 전기에너지로 변환하여 에너지 위기를 새로운 성장의 기회로 전환하려 하였다. 이를 위해 열발전소자의 전기적 특성실험과 아스팔트 포장도로 시험체에 열발전소자 매입 및 열 회수 파이프 매입 실험을 통해 에너지 하베스팅 전력을 측정하여 가장 효과적인 아스팔트 포장도로의 열에너지 하베스팅을 위한 시스템 구축방안을 검토하였으며, 결국 아스팔트 포장도로에서 발생하는 지속가능한 열 에너지원을 활용함과 동시에 환경보존과 경제성장을 도모할 수 있는 신개념의 녹색도로 사회기반시설을 제안하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구는 한국가스공사에서 운영중인 천연가스 공급관리소의 가스히터를 대상으로 겨울철 히터 가동 중단시, 가스히터 내부의 열전달 매체액 (Bath Water)이 빙점에 도달하는 시간을 계산하여 보수주기에 대한 결정 및 동파 취약 부위에 대한 영향을 판단하기 위해 가스히터의 체적을 고려한 비선형 3차원 전산모사를 수행하였다. 이용된 시뮬레이터는 미국 FLUENT사의 FLUENT V 5.0으로서 열유체 유동해석 범용 Code이다. 본 문제는 열전도에 관한 문제로 에너지 방정식을 푸는 방식으로 진행되지만 가스히터의 체적을 고려한 3차원 계산을 수행하기 위해 현장의 가스히터 형상 및 축적을 거의 유사하게 모델링하였고 표면에서 공기에 의한 대류 (Convection)문제와 단열재 사이의 전달 (Conduction)문제, 히터내부 액체의 자연대류 (Natural Convection) 그리고 배관을 통한 열손실의 문제를 고려한 복합적인 열전달 현상을 분석하였다.

• 한국가스학회지
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• 제11권3호
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• pp.19-25
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• 2007

본 연구는 전열온수식 LPG 기화기에서의 열전달 현상을 실험적인 방법에 근거하여 분석하였다. 전기가 열식 온수 수조로부터 공급되는 열량은 처음에 액화석유가스(LPG)의 온도를 높이는 현열에 사용되고, 이후 기체가스(PG) 상태로 만들기 위한 잠열공급 및 기화된 가스의 온도 상승에 사용된다. 코일내부에서 기-액이 공존하는 two-phase flow가 형성되는 영역은 그 지역에서의 온도의 주기적인 파동현상을 통하여 확인될 수 있었으며, 이 영역 이후부터는 기상상태로 현열 효과만이 존재함을 알 수 있었다. 기화기의 열전달 능력은 총괄열용량으로 정의하였으며, 총괄열용량과 온수의 온도 및 가스유량에 따른 상관관계를 구하였다. 본 연구의 실험적 결과를 이용하면 전열온수식 LPG기화기의 열전달 특성 해석을 용이하게 수행할 수 있기 때문에, 향후 기화기 설계에 유용하게 적용할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1189-1196
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• 1988

본 연구에서는 내경이 각각 8.5mm와 10.3mm이며 무차원길이가 각각 710과 1158인 두 개의 시험관을 사용하는 유동장치를 제작하여 시험관 입구에서부터 유체역 학적 경계층(hydrodynamic boundary layer)과 열적 경계층(thermal boundary layer)이 동시에 발달하기 시작하는 경계조건을 형성하고 관벽에서 일정한 열 플럭스(constant heat flux)를 발생하는 조건을 부여하였다. 퇴화현상(degradation)에 대하여 비교적 안정성을 가진 폴리아크라마이드(polyacrylamide) Separan Ap273을 수도물에 용해하여 제조한 폴리머용액으로 유동특성과 열전달특성을 실험하여 열적입구길이와 열전달특성 을 규명하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.35-47
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• 2017

지반의 열적 거동은 대부분 열전도에 국한되어 연구가 진행되었으며, 자연대류 현상에 대한 연구는 매우 미비한 실정이다. 지반의 온도증가는 간극수의 밀도변화에 따른 부력을 유발하여 자연대류를 발생시키게 된다. 유체역학 관점에서 다공질 재료내의 자연대류 해석의 제약조건에 대하여 논의하고, 거시적 관점에서 완전 결합된 열-수리-역학적인 지배방정식을 이용한 대류현상에 대한 수치해석 기법을 제시하였다. 실내 열전도도 측정을 위한 탐침기 실험에 대한 수치실험은 자연대류를 무시하고 평가된 열전도도의 불확실성에 대하여 논의하고, 모델식과의 오류를 최소화하기 위한 적정한 실험조건을 제시하였다. 해저 전력선의 매설은 해저면 0.2m 깊이에서의 온도상승을 $2^{\circ}C$로 제한하고 있으나, 투수성이 큰 지반재료에 대한 수치해석결과는 기준온도를 초과하는 것으로 나타났다. 해저면의 온도와 열-수리-역학적 물성은 전력선의 매설설계에 중요한 설계인자이며 자연대류의 영향을 고려하여야 한다. 특히, 큰 투수성을 갖는 지반내에 열원이 존재하는 경우, 간극수의 밀도변화에 따른 자연대류가 중요한 열전달의 인자가 되므로 이를 고려한 해석을 수행하여야 한다.