• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.133-137
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• 2009

화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델인 Fire Dynamics Simulator(FDS)을 이용한 수직벽 화재 시뮬레이션의 정확성을 확인하기 위해 FDS를 프로필렌 수직벽 화재에 적용하였다. 단위면적당 연소율 $7.0{\sim}29.29g/m^2-s$의 범위에서 버너중심에서의 경계층 내 온도분포를 실험결과와 비교하였다. 또 수직벽면 위 수직중심선을 따라 계산한 열유속(heat flux) 분포도 실험과 비교하였다. 경계층 내 온도분포는 비교적 잘 예측됨을 확인하였다. 그러나 벽면근처의 최고온도는 측정치보다 낮았고, 수직벽면의 열유속은 지나치게 높게 나타났다. 이에 따라 수직벽 화재의 시뮬레이션에 있어서 FDS를 개선할 필요가 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.178-183
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• 2004

액체산소 탱크 내에서의 열적 성층화(thermal stratification) 현상은 대기로부터의 열 투입과 탱크 내에서의 극저온 액체의 열적 비평형에 의해 발생된다. 열적 성층화 현상은 벤트 시스템, 탱크 단열. 펌프 설계에 영향을 미치게 되므로 정교한 해석 및 시험적 검증이 필요하다. 본 논문에서는 side-wall에서의 열 투입에 의해 발생되는 경계층 유동을 해석적 방법으로 1차원 모델링하여 시간에 따른 성충화 부피의 증가 및 탱크 내에서의 높이에 따른 온도 분포를 묘사한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.524-524
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• 2012

Thermal Barrier Coating (TBC)은 미사일, 로켓발사체와 같이 고온에 노출되는 장비를 열로부터 보호하기 위한 코팅이다. 일반적인 Thermal Barrier Coating (TBC)은 모재와 코팅층간의 낮은 접합력과 높은 열충격으로 인한 박리가 많이 나타난다. 그래서 접합력을 높이고, 열충격을 줄이기 위해 모재와 코팅층 사이에 본드코팅층을 만든 Duplex - Thermal Barrier Coating (Duplex-TBC)이 개발되었다. 그러나 Duplex - Thermal Barrier Coating (Duplex-TBC)은 금속재료인 본드코팅층과 세라믹재료인 탑코팅층 사이에서 박리가 많이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 두 가지 분말을 동시에 코팅하여 본드코팅과 탑코팅의 경계가 없는 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)의 열충격 특성에 미치는 진공 플라즈마 용사 조건의 영향을 조사하였다. Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)는 진공 플라즈마 용사장치를 사용하여 Cu-Cr 합금위에 코팅하였다. 거리, Carrier gas flow, 그리고 챔버 내부의 압력을 달리하여 제조하였다. 사용한 분말은 본드코팅용으로 Amdry 962와 내열 세라믹코팅을 위해 204NS를 사용하였고, 각각 분말 공급조건을 조절하여 두 분말의 비율을 달리하였다. 제조한 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC) 코팅은 전기로에서 50분간 가열한 후, 수조에서 10분간 냉각하는 열충격 실험을 통해 열차폐 성능을 평가 하였다. 이러한 과정에서 진공 플라즈마 용사 조건 및 FGM 조성과 비율이 내열충격 특성에 미치는 영향을 미세조직학적 관점에서 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.75-84
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• 2013

지반의 동결현상은 일반적으로 대기와 지반의 온도차이로 발생하는 열흐름에 의해, 지반에 존재하는 물이 동결되어 지반의 물리적 성질이 변하는 현상을 일컫는다. 동결현상 해석에 필요한 지중온도 변화는 크게 대기와 지반의 경계층에서 발생하는 열유동과 지중 내에서 흙을 구성하는 성분들의 열전도 현상으로 설명할 수 있다. 따라서 지표면의 경계조건과 지반의 열적 특성은 동결지반 온도분포 해석에 중요한 인자들이다. 지표면 경계조건은 대기온도, 지표의 식생상태, 토질조건을 포함한 간편상수법들이 제시되어 있다. 대기온도 변화에 따른 지표의 열전달을 설명하는 대표적인 열물성 값은 지표면에서의 n-factor와 대류 열전달계수이다. 본 연구에서는 대기와 지반의 경계층을 해석하는데 필요한 지표면 n-factor와 대류 열전달계수의 적용성을 분석하고자 실내실험을 수행 하였다. 실내실험 결과를 토대로 상용 수치해석 프로그램인 TEMP/W를 이용하여 각각의 경계층 조건에 따른 지중온도 변화를 해석하고 실내실험을 통해 측정된 온도 데이터와 비교하였다. 결론적으로 n-factor보다 지표면 대류 열전달계수를 적용한 수치 해석 모델이 실내실험 결과와 유사하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.392-397
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• 2001

A numerical study is performed to investigate the interaction between subsonic axial turbine blade boundary layer and periodically oncoming rotor induced wakes. An implicit scheme for solving the compressible Navier-Stokes equation is developed, which adopts a 4th-order compact difference for spatial discretiztion, a 2nd order Crank-Nicolson scheme for temporal discretization and the dynamic eddy viscosity model as the subgrid scale model. The efficiency and the accuracy of the proposed method are verified by applying to some benchmark problems such as laminar cylinder flow, laminar airfoil cascade flow and a transitional flat plate boundary layer flow. Computational results show good agreements with previous experimental and numerical results. Finally, flow through a stator cascade is simulated at $Re = 7.5{\times}10^5$ without free-stream turbulence intensity. The velocity fields and skin friction coefficients in the transitional region show similar trends with previous boundary layer natural transition.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.27-35
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• 1996

본 논문에서는, 가압경수로 발전소의 가압기 밀림관내 비정상상태의 열성층현상에 대한 계산 모델을 제안하여 배관내의 온도분포, 유동특성 및 열응력에 대해 연구하였다. 경계면이 시간에 따라 변화가 없거나 정상상태에서 개발된 다른 모델과는 달리 본 모델에서는 고온 및 저온유체 사이의 경계면을 시간의 함수로 가정하였다. 열성층현상에 대한 무차원지배방정식은 SIMPLE 알고리즘을 사용하여 해를 구하였다. 본 수치계산의 결과는 주어진 조건하에서 무차원시간이 약 27.0 일 때 배관의 고온부 및 저온부사이의 최대무차원온도차는 0.78정도이었고, 이때의 열성층 현상에 의한 최대 열응력은 276 MPa로 계산되었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.9-19
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• 2007

Fluid temperature fluctuations in a mixing tee pipe were numerically analyzed by LES model in order to clarify internal turbulent flows and to develope an evaluation method for high-cycle thermal fatigue. Hot and cold water with an temperature difference $40^{\circ}C$ were supplied to the mixing tee. Fluid temperature fluctuations in a mixing tee pipe is analysed by using the computational fluid dynamics code, FLUENT, Temperature fluctuations of the fluid and pipe wall measured as the velocity ratio of the flow in the branch pipe to that in the main pipe was varied from 0.05 to 5.0. The power spectrum method was used to evaluate the heat transfer coefficient. The fluid temperature characteristics were dependent on the velocity ratio, rather than the absolute value of the flow velocity. Large fluid temperature fluctuations were occurred near the mixing tee, and the fluctuation temperature frequency was random. The ratios of the measured heat transfer coefficient to that evaluated by Dittus-Boelter's empirical equation were independent of the velocity ratio, The multiplier ratios were about from 4 to 6.

• 대한기계학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.147-159
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• 1982

내부에 정방형, 외부에 원형인 두 정온동심수평관으로 이루어진 폐쇄공간에서 열부력으로 야기된 대류열전달 현상을 연구하였다. 주어진 비정규적 형상에서의 층류 정상 Boussinesq 유동을 해 석하기 위하여, 지구중력방향에 대하여 가능한 두 개의 대칭형 위치에 관하여, Galerkin 유한요 소법을 사용하였다. 이론의 결과를 확증하기 위하여 실험적으로도 온도측정과 유선의 가시화를 수행하였다. 정방형내관의 직각인 선단은 국소 및 총체열전달에 있어서 소극적인 역할을 하지만, 이들로 인한 경계층 유동의 박리는 발생하지 아니함을 보였다. 이 내관의 상부 수평면상에서는 유동속도와 온도구배가 낮기는 하나 확연한 대칭형의 열상승류(Plume)가 가능하였다. 내관의 벽면들이 지구중력방향에 관하여 .+-.45.deg.의 각을 이룰 경우 과류의 중심부가, Rayleigh수가 6.5*$10^{4}$보다 작을 때는 4개, 이보다 클때는 2개가 폐쇄공간 안에서 발생하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.36-43
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• 2018

연소 중 고온, 고압, 고속의 연소가스가 작용하는 노즐조립체는 다양한 부품(목삽입재/내열재/구조체)이 접촉/접착의 형태로 조립되며, 유동(경계층 유동장)-열(기계/화학적 삭마, 숯 등 열반응, 열전달)-구조(마찰, 접촉, 접착, 동적거동 및 열응력)적 복합하중이 내부에 작용하며 복잡한 거동을 보이기 때문에 정확한 구조적 안전성을 계산하는데 한계가 있다. 본 연구는 연소시험 후 목삽입재 깨짐 현상이 발생한 노즐조립체에 대해 연소시간 중 열-구조적 거동분석을 해석적으로 수행하였다. 연소시간 중 시간별/위치별로 유동해석에서 계산된 내부압력과, 열반응을 고려한 열해석(Thermal Surface Reaction & Ablation Analysis)에서 계산된 노즐 표면의 삭마량 및 대류열전달계수가 구조해석의 경계/하중조건으로 부여된 후 열-변형 해석이 수행되는 연동해석(Co-simulation)기법을 사용하였다. 특히 구조해석 시각 부품별 경계면의 접착/접촉/마찰조건을 달리하며 연소시험 시 계측된 변형률값과 비교하여 가장 유사한 연소 중 거동분석 조건을 도출하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.253-264
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• 2018

GPS 라디오존데는 정밀 기상 센서와 GPS 위성 네트워크에서 생성된 데이터를 사용하여 풍선이 터질 때까지 상승하면서 종관 규모의 연직 관측을 수행하도록 설계되었다. GPS 라디오존데는 정밀한 온도, 습도 및 기압 센서를 내장하고 있다. GPS 라디오존데를 사용하여 2016년 3월 9일 18시부터 2016년 3월 12일 06시까지 서해의 세 섬에서 대기경계층을 집중관측하였고, 야간 안정층이 억제되고 오히려 야간 혼합층이 발달되는 사례를 조사하였다. 야간 혼합층은 3월 9일에 지표 열플럭스에 의해 발달된 반면에 3월 10일 혼합층 높이가 가장 높았던 21시에는 시어 생성이 가장 높았다. 난류운동에너지를 생산하는 수평 바람의 연직 층밀림과 표면 열플럭스가 야간에도 혼합층을 성장시키는 데 중요한 역할을 하였다.