• 에너지공학
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• 제2권3호
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• pp.251-257
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• 1993

유한체적법(Finite Volume Method)을 이용하여 블럭이 부착된 수평 유로의 강제 대류 열전달 현상을 해석하였다. 블럭의 갯수, Reynolds 수 그리고 블럭 간의 간격을 변화시키면서 해석하였고 블럭이 부착된 수평판은 전도벽면 (conducting plate)으로 해석하였다. 블럭내에서는 1/2 체적과 전체적에서 열원이 있다고 가정하였으며, 유동은 2차원 정상상태 비압축성 유동이라고 하였다. 전체적에서 열원이 있는 경우보다 1/2 체적에서 열원이 있는 경우가 전체 온도값이 높게 나타났으며, Reynolds 수와 블럭 사이의 간격이 커질수록 온도값이 낮아진다. 수평판이 단열되어 있는 경우보다 전도벽면으로 해석한 경우가 온도값이 낮게 나타나며 수평판이 단옅되어 있다고 가정한 경우에는 최고온도 값의 위치가 단열면 근처이나 전도벽면의 경우에는 블럭내의 중심에서 우측으로 치우쳐 있다. 그리고, 블럭의 1/2 체적에서 열원이 있는 경우의 최고 온도 위치는 블럭의 전체적에서 열원이 있는 경우의 위치보다 더 상단에 치우침을 알 수 있다. Nusselt 수는 블럭 윗면의 좌측 부분에서 다른 부분보다 높은 수치를 나타내고 있으며 Reynolds 수가 커질수록 Nusselt 수의 값이 증가한다. 그리고, 블럭내의 최고 온도값은 이러한 무차원 변수들과의 상관 함수를 이용하여 예측하였다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.135-141
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• 2015

중대사고시 핵연료와 원자로 내부 구조물이 용융되어 원자로용기의 하부에 재배치되면 밀도차이에 의하여 상부의 금속용융물층과 하부의 혼합물층으로 나누어진다. 하부 반구의 혼합물층에서는 지속적으로 붕괴열이 발생하고 이 열은 원자로용기의 건전성을 위협한다. 본 연구는 반구 내부의 체적 열원(Volumetric heat source)이 내재된 매질에서의 자연대류 열전달 현상을 물질전달 실험방법을 이용하여 모사하였다. 황산-황산구리의 구리도금계를 물질전달계로 사용하여 모사를 수행하였다. 수정 Rayleigh 수 $3{\times}10^{14}$에 대하여 Nusselt 수는 반구 하단에서 최소값을 보였고 곡면부를 따라 최상단으로 갈수록 증가하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1459-1460
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• 2011

자성유체에 60Hz의 교류자기장을 인가할 때 발생되는 냉각효과를 해석하기 위해 유한요소법을 결합하였다. 열원으로는 전류가 코일에 흐를 때 생성되는 줄열과 닐운동과 브라운운동으로 야기되는 전력손실에 의한 발열이 있다. 교류자기장은 주파수가 낮기 때문에 줄열이 주요한 열원이 된다. 그러므로 코일에서 자성유체로 일어나는 열전달과 자연대류현상은 코일의 표면에서 일어난다. 자연대류현상을 해석하기 위해서는 자성유체의 부력밀도를 고려해야 한다. 부가적으로 자계의 세기와 온도에 관한 함수인 자화와 자기체적력밀도로 인해 자기대류현상과 같은 강제대류가 일어난다. 이러한 두 가지 대류현상으로 인해 교류자기장을 인가한 자성유체에서 냉각효과가 일어난다. 자기체적력밀도는 유한요소법으로 보간된 가상공극개념을 이용하여 켈빈전자기력밀도를 이끌어 낸 후 이를 수치적으로 이용하여 구하였다. 랑제방함수는 켈빈전자기력밀도와 전력손실을 계산하는데 필요한 비선형 자화율을 고려하기 위해 사용하였다.

• 설비공학논문집
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• 제18권4호
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• pp.344-350
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• 2006

The present study investigates the characteristics of fire-driven heat flows and gas concentration in a compartment fire by using the modified VHS model (MVHS). The main idea of this model is to add some source terms for combustion products and oxygen consumption to the original VHS model for providing more accurate and useful information on gas concentration distributions as well as thermal fields. It is found that the present MVHS model shows fairly good agreement with the experimental data and the eddy breakup combustion model. The tilting angle of fire plume calculated by MVHS is larger than that of EBU model because the fire source of VHS is affected by ventilating flow less than EBU. However, this discrepancy is apparently reduced in the downstream region of fire source.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.937-944
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• 2012

선박의 주 추진용 디젤엔진에서 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하는 발전시스템에 대하여, 작동유체로서 물이 적용된 3 변 사이클에 대한 열역학적 특성을 이론적으로 조사하였다. 그 결과로, 하나의 열원이 주어지면, 에너지 및 엑서지 효율은 터빈입구에서 작동유체에 대한 압력 및 온도의 특정한 조건에 의하여 최대화될 수 있었다. 그러한 조건에 대하여 응축온도의 증가에 따라, 터빈의 체적 팽창비를 적절하게 감소시킬 수 있었는데, 열원의 엑서지 손실률 및 응축기에서 엑서지 파괴율이 크게 증가되었다. 따라서, 상부 사이클에서 버려지는 엑서지를 회수하기 위하여, 저온 열원에 적합한 유기랭킨사이클을 하부 사이클로 적용하는 복합 사이클이 유용할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.53-60
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• 2011

본 연구에서는 지열발전 등과 같은 저온 열원을 에너지원으로 하는 발전에 응용될 수 있는 HFC-134a 유기랭킨사이클의 출력 극대화를 수행하였다. 기존의 연구와는 달리, 본 연구에서는 열교환기해석에 유한체적법을 적용함으로써 작동유체의 열전달 및 압력강하 특성을 고려하였다. 또한, 열원과 냉각수의 입구온도 및 유량, 그리고 사이클을 구성하는 열교환기들의 총 전열면적을 구속 조건으로 함으로써, 기존 연구들에 비해 보다 현실적인 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 사이클의 출력은 3 개의 설계인자를 이용하여 최적화 하였다. 시뮬레이션 결과, 출력을 극대화 시킬 수 있는 설계인자들의 최적조합이 존재함을 보였다. 또한, 출력 향상을 위해서는 증발과정의 개선이 우선적으로 필요함을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권9호
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• pp.1166-1174
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• 2000

This work presents a two-dimensional quasi-steady state model to study the fluid flow and heat transfer in high-power density welding process of thin AISI-304 stainless steel plates. The enthalpy method and the finite volume method were used for a numerical analysis of the mushy region phase change as well as the heat flow at the weld pool and the heat-affected zone. The results show that the mushy region distributed around the weld pool becomes wider downstream and the surface heat losses by convection and radiation can be significant factors in welding process especially when a welding speed is relatively low.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.194-198
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• 2006

In this study, numerical modeling was performed to analyze air flow including radiation heat transfer inside a small chamber. Characteristics of heat transfer between source plate and target through glass are investigated for various surface temperature of heat source plate with buoyancy effect due to gravity force. Conduction heat transfer through the glass is considered and heat source plate is assumed to be a black body. Target surface temperature is largely affected by the radiation heat transfer. It can also be seen that as the source temperature increases target surface is dominated by radiation rather than convective heat transfer by air.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1845-1850
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• 2003

The underground utility tunnels are important facility as a mainstay of country because of communication developments. The communication and electrical duct banks as well as various utility lines for urban life are installed in the underground utility tunnel systems. If a fire breaks out in this life-line tunnel, the function of the city will be discontinued and the huge damages are occurred. In order to improve the safety of life-line tunnel systems and the fire detection, the behaviors of the fire-induced smoke flow and temperature distribution are investigated. In this study we assumed that the fire is occurred at the contact or connection points of cable. Numerical calculations are carried out using different velocity of ventilation in utility tunnel. The fire source is modeled as a volumetric heat source. Three-dimensional flow and thermal characteristics in the underground tunnel are solved by means of FVM (Finite Volume Method) using SIMPLE algorithm and standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model for Reynolds stress terms. The numerical results of the fire-induced flow characteristics in an underground utility tunnel with different velocity of ventilation are graphically prepared and discussed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권3호
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• pp.139-148
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• 2016

터빈과 압축기의 1차 근사 모델을 대상으로 열역학적 해석을 하여 단열 효율의 특성을 파악하였다. 비단열 터빈과 압축기에 대해서는 엔트로피 평균 온도와 생성 엔트로피, 열원 온도, 열전달량 등의 값에 따라 단열 효율이 1보다 커질 수 있다. 즉, 단열 효율을 비단열 검사체적에 적용하면 실제보다 성능을 높게 평가하는 오류가 생길 수 있다. 이 문제를 해결하는 대안으로 실제 과정과 동일한 열이 전달되는 가역 비단열 과정을 이상 과정으로 채택하여 정의하는 비단열 효율을 제안한다. 이 비단열 효율은 항상 0과 1 사이에 있으며, 대부분의 경우 엑서지 효율보다 작음을 입증하였다. 비단열 효율은 단열 효율을 포함하는 더 일반적인 효율의 정의식으로 사용할 수 있다.