• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.235-240
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• 1996

본 연구에서는 고온의 천이 열하중을 받는 304 SS 재질의 액체금속로 원통용기에 대하여 진행성 변형기구인 열적 라체팅(thermal ratcheting) 변형거동을 해석하였다. 재료의 반복 소성을 나타내는 구성식으로서 Chaboche모델을 이용하였으며 이 모델의 적용을 위하여 ABAQUS의 사용자 프로그램을 개발하였다. 열천이 과정이 반복되는 동안에 축방향의 온도분포 이동에 따른 탄소성 해석을 수행한 결과 소성변형이 각 싸이클마다 누적되어 점진적 변형이 일어났으며 이 해석결과를 시험치와 비교함으로써 해석의 타당성을 검토하였다. 반복 소성거동에 대한 Chaboche 모델을 이용하면 천이 열하중을 받는 304 SS. 재질의 고온구조물에 대하여 라체팅 거동을 정량적으로 평가 할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.653-660
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• 2007

강바닥판 포장에 사용될 수 있는 특수아스팔트 중의 하나인 구스아스팔트는 $240^{\circ}C$에서 $260^{\circ}C$의 고온 상태에서 시공되기 때문에 강바닥판에 예상하지 못한 열응력 및 열변형을 발생시킬 수 있다. 따라서 구스아스팔트의 타설 중에 강바닥판에 미치는 열영향을 시공조건을 고려하여 사전에 평가하고 그 영향의 최소화를 위해서는 열전달 및 열응력 수치해석을 실시하여야 하지만 구조해석에서 주로 사용되는 평판/보요소의 특성상 3차원 구조해석 모델에서 구현하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 강바닥판 교량의 열영향해석을 위하여 일반적인 구조해석모델에 직접 적용할 수 있는 등가열원(EHS) 산정방법을 제안하였다. 강바닥판 교량의 구스아스팔트에 의한 열영향을 정확히 평가하기 위하여 (1) 기존의 실험결과를 이용하여 열전달해석에 필요한 물리량을 검증하고, (2) 정밀해석을 통해 3차원 교량모델에 적합한 등가열원을 산정하였으며, (3) 이를 해석모델에 적용하여 산정한 등가열원에 의한 수치해석방법의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제안된 등가열원은 실제 강교량의 3차원 열전달 및 열응력 해석에 즉각 활용될 수 있으며, 등가열원산정기법은 용접잔류응력해석, 교량의 화재 해석 등 열영향을 받는 다른 공학적 해석에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.363-363
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• 2011

열분해 반응기 내에서 실리콘 필름을 성장시키는 것은 반도체/디스플레이, 태양전지, 신소재 등 다양한 분야에서 중요한 공정이다. 더욱이 반도체 소자 선폭이 줄어들면서 나노입자의 오염 제어가 더불어 중요해지고 있다. 생산 공정 기술의 집적화에 따라 패턴 사이 거리가 작아지고, 이에 불과 수 십 나노미터크기의 오염입자에 의해서 패턴불량이 발생하고 생산수율을 감소시킨다. 일반적으로 반도체 공정 중 발생한 오염입자는 반응기 내의 가스가 물리/화학적 공정에 의해 핵생성(nucleation)이 일어나 핵(nuclei)이 생성되고, 이 때 표면반응 및 응집(coagulation)에 의해 성장하게 된다. 이에 본 연구에서는 열분해 반응기 내에서 사일렌(SiH4) 가스를 열분해하여 발생되는 실리콘 오염입자의 핵생성과 성장 모델을 정립하고, 생성된 오염입자의 거동과 전달 현상을 이론적으로 고찰하였다. 열분해 반응기와 같은 기상공정(Gas to particle conversion)에서 오염입자가 생성될 때, 그 성질과 크기 등에 물리/화학적 영향을 주는 요소는 전구체/이송기체의 농도 및 유량, 작동 압력, 작동 온도와 반응기 고유 특성 등이 있다. 수치해석의 정당성과 빠른 계산을 위해 단순화시킨 0D 모델인 Batch 반응기와 1D모델인 plug flow 반응기 등에서 SiH4 가스의 열분해 과정시 생성되는 Si cluster를 상용코드인 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 계산하였으며, 2D모델인 Shear flow 반응기로 확장시켜 Si 오염입자가 생성특성을 연구하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.95-105
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• 2005

우주시스템연구실에서는 2008년 발사 예정으로 나노위성인 HAUSAT-2를 개발하고 있다. HAUSAT-2 구조-열 모델(STM)은 구조 및 열적 설계마진을 검증하기 위하여 개발한 시스템 모델이다. HAUSAT-2의 구조-열 모델을 이용하여 인증 수준의 진동시험과 열진공/평형시험을 수행하였다. 본 논문에서는 구조-열 모델의 구조해석과 진동시험의 결과를 비교하였고 이를 통해 해석조건을 변경해 재해석을 수행하였다. 인증수준의 진동시험 결과 구조-열 모델은 구조적인 손상 없이 설계 강성 요구조건을 만족하는 것을 확인하였다. 또한 구조 조립을 통해 조립성과 인터페이스를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권7호
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• pp.457-470
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• 2016

벽면비등 모델로 열분배모델을 채택하는 CFD 스케일의 전산해석코드는 저압 조건에서 미포화비등 발생 시 2상유동 변수의 해석 정확도가 낮은 것으로 알려진다. 본 연구에서는 열분배모델을 기반으로 벽면비등 현상을 예측하는 열수력 기기해석코드인 CUPID 코드를 이용하여 수직상향류 미포화비등 실험을 해석하였다. 10 bar 이상의 고압 조건에서는 CUPID 코드의 기포율 예측 정확도가 높았으나, 대기압 주변의 저압 조건에서는 기포율 분포에 대한 해석결과가 실험결과와 큰 차이를 보였다. 따라서 열분배모델 내 주요 인자에 사용되는 부모델에 대한 민감도 분석을 수행하였으며, 저압 조건 미포화비등 예측에 적합한 최적 부모델 조합을 선정하였다. 또한, 열분배모델 내 주요 인자 중 하나인 K-인자가 기포율에 미치는 영향을 평가하였다.

• 기계저널
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• 제25권3호
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• pp.236-241
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• 1985

본 고에서는 일반적으로 노즐 부위 열해석에서 무시되는 복사열전달율과 점성소산효과를 수치적 모델을 통하여 그 필요성 여부를 조사한 것이며 다음과 같은 결론을 얻었다. (1)연소실 및 수 렴부위에서는 복사열전달율이 대류열전달율과 같은 차수의 크기로 나타나고 있어서 고 복사율을 갖는 연소가스에서는 특히 중요하다. 특히 최근에 많이 사용되는 연료에는 연소가스에 산화알 루미늄 성분이 증가하는 추세이므로 노즐부위 열해석에는 복사열전달이 차지하는 비중이 커질 것이다. (2)노즐의 확산부위에서는 고속으로 인하여 가스자체의 점성소산이 일어나 특성치 보 정계수 값이 감소한다. 따라서 Bartz의 예측치 보다는 열전달계수의 값이 적어지고 있다. (3) 따라서 노즐수렴부위에서는 일반적으로 Bartz의 예상치보다 높고 확산부에서는 낮은 결과를 얻 었던 실험결과와를 비교할 때 고온고속 노즐에서의 열전달해석은 복사 열전달과 점성열 소산을 고려함으로써 정확하게 될 수 있다. (4)이상 고려된 실험 데이터와 수치모델의 고찰은 노즐내의 침식이 없는 경우이나 실제의 경우 노즐벽 표면에서 화학적 반응이 일어난다. 그러나 이때 발 생될 수 있는 순수한 발한효과는 미미하며 단지 전체적인 단면의 열 해석시 상기에서 예측된 열전달율을 근간으로 화학반응열 및 온도분포를 계산하여야 할 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권5호
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• pp.437-446
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• 2021

비행체의 속도가 빨라질수록, 비행 시 발생하는 공력 가열이 커진다. 고속 비행체의 속도가 빨라지면서 비행체의 외피는 수백 ℃까지 가열되기도 하며, 동시에 동체 내부의 전자장비들도 함께 가열되어 상대적으로 사용온도가 낮은 전자장비들의 열적 안전성이 위협받기 시작하였다. 이에 따라 개발 단계에서 전자장비의 온도 예측 및 외부시스템을 이용한 온도 조절 등 장비의 열적 안전성을 예측하고, 이를 확보하기 위한 다양한 시도가 있었다. 본 논문에서는 일회성 고속 비행체 내 장비의 열적 안전성을 예측할 수 있는 열 해석 모델을 구축하는 기술을 개발하였다. 장비 내부의 열전달 특성을 파악하기 위한 간단한 지상 모사실험을 수행하였고, 그 결과를 바탕으로 열전달 특성을 모사한 열 해석모델을 구축하였다. 이 기술을 활용하여 장비 열 해석 모델을 구축한다면, 비행 시장비 내부 구성품별 온도 변화를 예측할 수 있고, 더 나아가 열에 가장 취약한 특정 소자의 온도를 예측할 수 있기 때문에 더 정밀한 열적 안전성 예측이 가능하다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.72-72
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• 2003

위성체 열설계의 기본 목적은 가혹한 우주 열환경 하에서 위성체를 보호하며, 위성이 임무를 보호하며, 위성이 임무를 수행하는 동안에 어떠한 우주 열환경 하에서도 모든 위성 부품이 허용되는 온도 내에서 작동하도록 하는 것이다. 발사시 열해석은 궤도상에서의 열해석과 달리 초기 조건인 발사시간을 기준으로 열해석을 수행하게 된다. 열해석에서는 위성체가 발사체에 탑재되기까지의 과정과 발사 후에 발사체와 분리되는 시점까지 고려하게 된다. 위성체의 형상은 태양전지판이 접혀있으며, 배터리만이 위성체에 전력을 공급하는 역할을 하게 된다. 발사시에 전력소비량을 감소시키는 유일한 방법은 히터소비량을 줄이는 것이며, 이 점에서 발사시 열해석이 중요해진다. 본 연구에서는 저궤도 위성 발사시에 최대 히터소비량을 예측하기 위하여 저온 조건을 가정하고 열모델을 작성하고 열해석을 수행하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.169-174
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• 2019

자동차 운전석의 따뜻하고 쾌적한 요구가 증가하고 있기 때문에 난방 시트의 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 세 가지의 난방 시트 모델 A, B, C를 가지고 열응력해석과 구조해석을 시행하였다. 똑같은 재질로 열해석을 함으로서, 연구 결과에서는 모델 A가 모델 B나 모델 C보다 더 좋은 열전달을 가짐을 보여주었다. 이로써 모델들이 제품의 형상에 따라 같은 재질을 가졌다고 하더라도 열전달들이 서로 다른 것을 알 수 있었다. 더 안정적인 난방을 기대하기 위해 열선을 추가하는 것은 더 좋은 난방이 될 수 있지만 제품의 가격대비 성능을 고려한 측면에서 한계가 있다. 전반적으로 모든 면에서 모델 B가 모델 A나 모델 C보다 열적으로 가장 안전하다고 사료된다. 본 연구결과에 의하여 취득한 내구성과 안정성 있는 자동차 난방 시트 제품의 설계데이터를 사용하여 자동차 운전석에 융합하여 그 예술적인 분위기를 조성할 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.18-24
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• 2007

본 연구는 아트리움 방호공간에서 화재발생시 복사열전달의 유무에 따른 유동장 및 온도분포의 예측을 목적으로 수치해석을 수행하였다. 화재모델로 Field 모델을 사용하였으며 난류 모델로 SIMPLE 알고리즘이 적용된 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용하였다. 복사열전달 해석에 필요한 복사물성치의 계산은 속도를 단축하며 정확성을 유지하는 WSGGM-RG를 사용하였다. 난류유동장과 복사열전달의 계산은 자체 개발된 CCRHT-3D 프로그램을 사용하였다. 해석결과에 의하면 화재지점을 제외하고 아트리움의 천장부가 높은 온도분포로 나타났다. 유동과 온도의 분포가 출입문 방향으로 편향되고 화재의 위치에서 아트리움의 천장과 벽에 가까워질수록 온도가 낮아지는 경향을 보였다. 이러한 결과는 천장 스프링클러헤드의 작동 시점을 예측하는데 복사열의 영향이 크다는 것을 의미하게 된다.