• 설비공학논문집
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• 제9권3호
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• pp.312-322
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• 1997

The natural convective flow in a two-dimensional square enclosure with horizontal partitions is investigated numerically. The enclosure was composed of the lower hot and the upper cold horizontal walls and the adiabatic vertical walls, and two identical partitions were positioned perpendicularly at the mid-height of the right and left walls, respectively. The governing equations are solved by using the finite element method with Galerkin method. Calculations are made for different partition lengths, partition conductivites, and Rayleigh numbers based on the temperature difference between two horizontal walls and the enclosure height with water(Pr=4.95). An oscillatory motion of the natural convective flow is affected significantly by the variation of the gap width and Rayleigh number. When the gap width is comparatively short, the heat transfer rate is raised with the increase of the thermal conductivity of partitions. However, for sufficiently large gap widths at higher Rayleigh numbers, the average Nusselt numbers of the conductive partitions are smaller than those of the adiabatic partitions.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1584-1595
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• 1993

본 연구에서는 Re수가 40이하의 정상 층류유동에서 온도가 실린더와 자유유동 사이의 열전달계수에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 유체의 온도 Ta를 200~900K, 실린더의 온도Tw를 300~900K의 범위에서 Tm/Ta를 0.67~2.75까지 변화시 키며 계산을 수행하였다. 수치계산 결과를 분석하여 실험적으로 관찰하기 어려운 불성치의 변화가 열전달에 미치는 영향을 검토하고, 아울러 실린더가 자유유동에 의해서 냉각되는 경우 뿐만 아니라 가열되는 경우의 연구도 병행하였고, 두가지 경우 에 모두 적용할 수 있는 열전달관계식을 구하였다. 본 연구에서는 Gr/$Re^2$=0 이고 복사에 의한 열전달량은 강제대류에 의한 열전달량의 1%이하이므로 자연대류 및 복사열 전달의 효과는 무시하였다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권10호
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• pp.1380-1387
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• 2000

The existing theoretical models for steady two-dimensional free convective laminar film condensation of pure saturated or superheated vapor under atmospheric pressure on isothermal vertical wall have been reviewed. To investigate the effects such as inertia, thermal convective and liquid-vapor interface shear stress, the models of constant or variable properties in liquid film for condensation of saturated vapor are compared in detail with Nusselt model. Also, for condensation of superheated vapor, the effects of superheated temperature and variable properties in liquid and vapor layers are examined and then a new correlation is proposed to predict the heat transfer. The results are in good agreement with the Shang's correlation within 2% errors.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.31-36
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• 2000

The existing theoretical models for steady two-dimensional free convective laminar film condensation or pure saturated or superheated vapor under atmospheric pressure on isotheraml vertical wall have been reviewed. To investigate the effects of inertia, thermal convective and liquid-vapor interface shear stress, the models of constant or variable properties in liquid film for condensation of saturated vapor are compared in detail with Nusselt model. Also, for condensation of superheated vapor the effects of superheated temperature and variable properties in liquid and vapor layer are examined and then new correlation is proposed to predict the heat transfer. The results are in good agreement with the Shang's correlation within 2% errors.

• 태양에너지
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• 제2권1호
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• pp.9-16
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• 1982

The problem of transient laminar natural convection in compressible fluid in a rectangular enclosure is considered. The upper and lower boundaries of the enclosure are thermally insulating and the side boundaries are maintained at fixed temperatures. The fluid is considered to be a perfect gas with constant viscosity and thermal conductivity and the formulation differs from the boussinesq simplification in that the effects of variable density are completely retained. The motions are restricted to two dimensions. For incompressible fluid, the natural convection is driven mainly by buoyancy force. But the solutions show that for compressible fluid, the natural convection is driven by pressure and buoyancy forces and the thermally induced motion is acoustic in nature.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제16권2호
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• pp.204-215
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• 1987

Laminar natural convective heat transfer within a two-dimensional rectangular enclosure with horizontal conducting walls and partitions was investigated by numerical analysis and experiment. The enclosure consists of two isothermal vertical walls and two adiabatic horizontal walls. This combined heat transfer problem of conduction and natural convection was solved using finite difference method with SIMPLE algorithm, and temperature distribu-tions in the air filled enclosure was obtained using Mach-Zehnder interferometer. Good agree-ment was obtained between the predicted and measured results. The effect of geometric parameters and thermal properties on heat transfer was studied far Grashof numbers in range, $1\times10^4\;{\leqslant}\;G^r\;{\leqslant}\;6.4\times10^5.$ It was found that both velocity and temperature fields were in-fluenced significantly by thermal conductivity of the conducting walls and the partitions, and by geometry of partitions.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제11권4호
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• pp.1-5
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• 1982

In this paper, a study is made of the steady laminar free convection boundary-layer equations on a sphere with uniform surface heat flux. To solve the boundary-layer equations, well-known Pohlhausen's simiarity solution for vertical plates is adopted just the same for spherical bodies by introducing twonondimensional parametric functions, so called azimuth functions. To determine the values of the azimuth functions which are expressed in series at the two points (the upper stagnation point and the equator), trial and error method is required. It is concluded that the heat transfer results are in good agreement with obtained from perturbation method and Von Karman-Pohlhausen method within the steady laminar free convection region for Pr=0.70.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.181-187
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• 2008

수직벽 화재의 연구에 사용할 전산유체역학 시뮬레이터를 검증하기 위해 수직벽 자연대류의 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 높이 4m의 등온 수직벽에 형성된 난류 경계층에서의 속도 및 온도 분포의 계산치를 측정치와 비교하였다. 시뮬레이터에 포함된 매개변수의 기본 값을 그대로 적용한 경우, 경계층 유동이 층류로 나타남에 따라 난류 자연대류를 예측하는데 실패하였다. 매개변수의 조사를 통해 격자크기 $\Delta$x=5mm, ${\Delta}y={\Delta}z=10mm$와 대와동모사(large eddy simulation)의 스마고린스키 상수(Smagorinsky constant) $C_s$=0.1을 선정하였다. 난류혼합이 미흡하였지만, 벽면근처에서의 속도분포와 최대속도, 그리고 난류 경계층 내 온도분포가 실험과 잘 일치하였다.

• 에너지공학
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• 제20권1호
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• pp.44-53
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• 2011

본 논문에서는 마주보는 두 벽면들이 서로 다른 온도로 유지되는 2차원 사각형 공간 내 공기의 층류 자연대류를 수치해석 방법을 사용하여 $10^6$의 Rayleigh 수까지 조사하였다. 사각공간의 폭과 높이의 비가 1, 2, 4인 경우와 $0^{\circ}{\leq}{\theta}{\leq}90^{\circ}$의 경사각도 범위에서 계산을 수행하였다. $10^3{\leq}Ra{\leq}10^6$의 범위에서 공간의 경사각도가 유동 구조와 열전달에 미치는 영향을 각 종횡비에 대하여 조사하였다. 작은 종횡비의 경우에는 공간 구석에서 발달되는 2차 유동 셀들이 총괄 열전달의 감소를 초래하는 것으로 나타났으며, 큰 종횡비의 경우에는 3개의 유동 셀이 1개로 전이되는 과정에서 스텝모양과 비슷한 열전달의 급 감소가 일어났다. 수직의 경우인 ${\theta}=90^{\circ}$에 대해서 새로운 평균 Nusselt 수 상관식이 제공되었다.