• 오토저널
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• 제11권1호
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• pp.20-30
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• 1989

The unsteady conjugate forced convection-conduction heat transfer from a plate fin is numerically studied. The external forced flow is steady but the temperature of the fin base is an exponential change with time. Therefore, the unsteady energy equations of the fluid and the fin are solved simultaneously under the conditions of equality in heat flux and temperature at the fluid-fin interface at every instant of time. Numerical results are given for various quantities of interest including the local heat transfer coefficient, the local heat flux, the total heat transfer rate and the temperature distribution of fin under the effects of the convection-conduction parameter and the ratio of thermal diffusivities. The results of the present numerical solution have been compared with those of the conventional fin theory.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권2호
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• pp.119-124
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• 2015

반도체 생산에 사용되는 액체용 극소 질량유량계측기의 새로운 설계 안에 대하여 수치해석적으로 연구하였다. 내경 0.3mm 정도인 원관 외부에 히터선을 일정 폭 권선하고, 히터로부터 일정거리 떨어진 후류에 온도계측용 써미스터선을 권선하는 형상이다. 히터에 단일펄스 가열을 하면 일정시간 경과 후 써미스터가 최고온도를 겪는다. 최고온도까지 걸리는 시간은 질량유량과 거의 반비례하며, 이를 이용하여 질량유량을 계측할 수 있다. 관벽을 통한 전도열전달과 액체유동에 의한 대류열전달이 복합적으로 작용하므로 관내유동의 평균속도와 관벽을 통한 최고온도의 이동속도는 큰 차이를 나타내며, 상호 비선형적인 특성을 보인다. 본 연구에서는 센서관의 내 외경, 히터의 권선폭 및 히터와 써미스터 사이의 거리를 설계변수로 고려하여 수치해석적으로 제안한 설계사항을 분석하였으며, 설계인자의 최적화에 대한 검토를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권2호
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• pp.189-196
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• 2005

The physical model considered here is a horizontal layer of fluid heated below and cold above with a conducting body placed at the center of the layer. The body has dimensionless thermal conductivities to the fluid of 0.1, 1 and 50. Two-dimensional solution for unsteady natural convection is obtained using an accurate and efficient Chebyshev spectral methodology for different Rayleigh numbers. Multi-domain technique is used to handle a square-shaped conducting body. The results for the case of a conducting body are also compared to those of adiabatic and neutral isothermal bodies. When the dimensionless thermal conductivity is 0.1, a pattern of fluid flow and isotherms and the corresponding time-averaged surface Nusselt number are almost the same as the case of an adiabatic body. When the dimensionless thermal conductivity is 50, a pattern of flow and isotherm and the corresponding surface and time-averaged Nusselt number are similar to those of neutral body. The results for the case of dimensionless thermal conductivity of unity are also compared to those of pure natural convection.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.453-462
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• 1990

The interaction of forced convection-conduction with thermal radiation in laminar boundary layer over a plate fin is studied numerically. The analysis is based on complete solution whereby the heat conduction equation for the fin is solved simultaneously with the conservation equations for mass, momentum and energy in the fluid boundary layer adjacent to the fin. The fluid is a gray medium and diffusion(Rosseland) approximation is used to describe the radiative heat flux in the energy equation. The resulting boundary value problem are convection-conduction parameter N$_{c}$ and radiation-conduction parameter m, Prandtl number Pr. Numerical results are presented for gases with the Prandtl numbers of 0.7 & 5 with values of N$_{c}$ and M ranging from 0 to 10 respectively. The object of this study is to provide the first results on forced convection-radiation interaction in boundary layer flow over a semi-infinite flay plate which can be used for comparisons with future studies that will consider a more accurate expression for the radiative heat flux. The agreement of the results from the complete solution presented by E. M. Sparrow and those from this paper for the special case of M=0 is good. The overall rate of heat transfer from the fin considering radiative effect is higher than that from the fin neglecting radiative effect. The local heat transfer coefficient with radiative effect is higher than that without radiative effect. In the direction from tip to base, those coefficients decrease at first, attain minimum, and then increase. The larger values of N$_{c}$ M, Pr give rise to larger fin temperature variations and the fin temperature without radiative effect is always higher than that with radiative effect.

• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.69-74
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• 2015

본 연구의 목적은 촉매가 삽입된 단일 개질관 내 가스의 주입 속도와 버너의 고온공기 주입온도에 따른 3차원 전산 유체 해석(Fluent ver. 16.1)을 수행하여, 열유동 및 화학반응 특성을 파악하는 것이다. 개질관 내부 촉매는 니크롬 재질의 다공성 영역으로 가정하였다. 메탄-수증기 개질반응은 1000 K 이상의 고온 환경에서 작동하므로 전도, 대류 및 복사를 고려한 복합열전달을 해석했다. 수소 개질량을 비교하기 위한 두 개의 레이놀즈 수는 49,000과 88,000이고, 레이놀즈 수가 88,000인 경우, 고온공기의 온도를 각각 1100 K, 1200 K 및 1300 K로 설정하였다. 수치해석 결과, 레이놀즈 수가 낮을 경우 개질관 내부의 온도가 상승하였으며, 수소 개질량도 증가하였다. 레이놀즈 수가 높을수록 상대적으로 온도가 낮은 가스의 대류 열전달량이 증가하여 개질관 내의 온도는 낮아져 수소 개질량은 감소한다. 그리고 고온 공기의 온도가 높을수록 개질관 내부의 온도가 증가하므로, 수소 개질량도 증가한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.52-57
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• 2014

본 논문에서는 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방적식을 사용하여 동절기 소방배관의 동파방지를 위한 최적의 열선위치를 확인하였다. 물의 자연대류와 소방 배관의 전도 열방정식이 결합된 복합열전달을 해석하였다. 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하기 위하여 SIMPLE 형태의 알고리즘을 기반으로 한 상용코드(ANSYS-FLUENT)가 사용되었다. 수치해석을 수행하여 등온선과 벡터장을 살펴보았다. 물의 열팽창계수를 일정하다고 가정할 때 소방 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저온도가 가장 높아서 동파방지에 가장 효과적인 것을 확인할 수 있었다.