• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1997년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.223-228
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• 1997

밀도가 온도의 변화에 따라 비선형적으로 변하는 경우, 예를 들어 공업적으로 많이 이용되고 있는 저온의 물인 경우에는 $4^{\circ}C$부근의 최대밀도점의 존재로 인해 매우 특이한 유동형태 및 열전달 특성이 나타난다. 또한 유체와 접하는 고체면이 평판의 경우와는 달리 어떤 일정의 곡률을 가지는 원기둥일 경우에는 곡률반경의 효과에 대한 특성이 고려되어야 한다. 이러한 현상은 공업적 측면뿐만 아니라 자연환경의 변화 등에서 매우 중요한 의미를 갖는다. (중략)

• 대한기계학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.2136-2149
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• 1992

본 연구에서는 Gebhart등이 제시한 새로운 밀도식을 사용하여 경사진 등온평 판이 저온의 순수물속에 잠겨있을 때의 자연대류현상을 F.D.M 방법을 사용하여 수치해 석하였다. 이러한 수치 계산으로부터 등온 평판 주위의 속도, 온도분포 및 평균 누 셀트수를 각각 구하고, 주위물 온도 및 평판의 경사각이 등온 평판에 의한 유동 및 열 전달 현상에 미치는 영향을 구명하였다.또한 본 연구결과와 Riu등이 상사해석하여 구한 다중 정상 상태 영역에서의 결과들과 실험적 연구의 결과들을 상회 비교분석하였 다. 여기서 사용한 등온 평판은 기존의 연구들에서 많이 이용하고 있는 가장 이상적 인 등온면인 0.deg. C 얼음면을 택하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권7호
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• pp.1799-1807
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• 1994

Natural convection from a slightly inclined circular cylinders immersed in quiescent cold pure water was studied experimentally. The experiment was carried out for circular cylinders with uniform heat flux ranging from $100W/m^{2} to 800 W/m^{2}$ and inclined angle ranging from horizontal $({\phi}=0^{\circ}) to 15^{\circ}$. The flow fields around cylinder were visualized and heat transfer characteristics investigated by measuring the surface temperatures for each case. As the results, it is shown that flow patterns are changed consecutively through the sequence of steady state downflow, unsteady state flow and steady state upflow with increasing heat flux. At the same inclined angle, as heat flux increases, the average Nusselt number decreases and then increases. At the same heat flux, as inclined angle increases, the average Nusselt number decreases.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.644-653
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• 1991

A wave instability problem is formulated for natural convection flows adjacent to a inclined isothermal surface in pure water near the density extremum. It accounts for the nonparallelism of the basic flow and temperature fields. Numerical solutions of the hydrodynamic stability equations constitute a two-point boundary value problem which are accurately solved using a computer code COLSYS. Neutral stability results for Prandtl number of 11.6 are obtained for various angles of inclination of a surface in the range from-10 to 30 deg. The neutral stability curves are systematically shifted toward modified Grashof number G=0 as one proceeds from downward-facing inclined plate(.gamma.<0.deg.) to upward-facing inclined plate (.gamma.>0.deg.). Namely, an increase in the positive angle of inclination always cause the flows to be significantly more unstable. The present results are compared with the results for the parallel flow model. The nonparallel flow model has, in general, a higher critical Grashof number than does the parallel flow model. But the neutral stability curves retain their characteristic shapes.

• 설비공학논문집
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• 제8권3호
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• pp.338-350
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• 1996

A numerical analysis is carried out to study the two-dimensional steady state natural convection from vertical wires immersed in cold pure water. The surface of the wire is $0^{\circ}C$ unifrom temperature. Results of the analysis are presented for free stream temperature from $0^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$ and the aspect ratio N from $5.26{\times}10^{-3}$ to $1.0{\times}10^{-3}$. The effects of the density extremum and aspect ratio on the flow pattern and the heat transfer characteristics are discussed As the aspect ratio N becomes larger, in the range of $1.0^{\circ}C{\leq}T_{\infty}{\leq}4.4^{\circ}C$ and $6{^{\circ}C}{\leq}T_{\infty}{\leq}17^{\circ}C$, the effect of Pr number on the heat transfer is shown to be more significant than the aspect ratio. Investigating into the effect of the density extremum on the heat transfer from wires, the new heat transfer correlations are suggested with the relation of average Nu mumber vs. modified Ra number. Here, the coefficient values C of correlations are presented as the function of density extremum parameter $R^*$. The effects of the density extremum parameter are also discussed.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.142-155
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• 1992

본 연구에서는 실제 빙축열 시스템의 해석을 위한 기초 모델로서 수직원관 주 위의 응고과정에 대하여 밀도차와 자연대류 효과 및 최대 밀도점을 나타내는 밀도-온 도 관계식을 도입한 수치해석과 실험을 통하여 여러가지 매개변수들이 상변화에 미치 는 영향을 알아 보았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.197-206
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• 1990

본 연구에서는 수평등온평면의 가장자리에 주위물의 온도와 동일한 수평등온 평판을 부착한 모델을 사용하여 수평평면 선단의 하부에서 유체가 상부로 유입되는 것 을 방지함으로서 특별한 가정없이 단열평판의 선단에서의 경계조건을 직접 구할 수 있 었다.그리고 기존 밀도식의 복잡성과 신뢰도를 개선한 Gebhart등의 밀도식을 사용 하여 수치해석결과의 신뢰도를 증진하였다. 유한착분법을 사용하여 수평등온평면 주 위에서 일어나는 자연대류에 대한 기배방정식을 수치계산하여 주위물의 온도변화가 유 선분포, 온도분포, 국소열전달계수 및 평균 Nusselt수에 미치는 영향을 구명하였고, 상향 및 하향 수평등온면 주위에서 일어나는 자연대류의 유동형태와 열전달 특성을 비 교 검토하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1195-1204
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• 1992

본 연구에서는 등온 평면의 온도가 0.0.deg. C부터 8.0.deg. C까지, 그리고 주위물의 온 도가 1.0.deg. C부터 10.0.deg. C까지 일 대 상향 및 하향면 주위에서 일어나는 자연대류를 유한 차분법(FDM)으로 수치해석하여 등온면 주위에서 일어나는 유동형태, 속도분포, 평균 Nusselt수를 구하여 유동 및 열전달특성을 구명하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.1019-1030
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• 1994

Natural convection heat transfer from a horizontal ice cylinder immersed in quiescent cold pure water was studied experimentally. The experiment was conducted for the ambient water temperatures ranging from $2.0^{\cric}C$ to $10.0^{\circ}C$. The flow fields around an ice cylinder and its melting shapes were visualized and local Nusselt numbers obtained. Especially, its attention was focused on the density maximum effects and stagnation point Nusselt number. From the visualized photographs of flow fields, three distinct flow patterns were observed with the ambient water temperature variation. The melting shapes of ice cylinder are various in shape with flow patterns. Steady state upflow was occured at the range of $2.0^{\circ}C \leq T_{\infty} \leq 4.6^{\circ}C$ and steady state downflow was occured at $T_{\infty} \geq 6.0^{\circ}C$. In the range of $4.7^{\circ}C < T_{\infty} < 6.0^{\circ}C$, three-dimensional unsteady state flow was observed. Especially, the melting shapes of ice cylinder have formed the several spiral flutes for the temperatures ranging from $5.5^{\circ}C$ to $5.8^{\circ}C$. For upflow regime, the maximum stagnation point Nusselt number exists at $T_{\infty} = 2.5^{\circ}C$ and as the ambient water temperature increases the Nusselt number decreases. At ambient water temperature of about $5.7^{\circ}C$, Nusselt number shows its minimum value.

• 태양에너지
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• 제16권2호
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• pp.113-122
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• 1996

본 연구는 수직원통형 빙축열조 내에 상변화물질로서 순수한 물을 $-10^{\circ}C$의 초기 과냉온도로 응고시킨 후, 작동유체의 입구온도를 $7^{\circ}C,\;4^{\circ}C,\;1^{\circ}C$로, 작동유체의 유입방향을 상향과 하향으로 각각 변화시키면서 외향용융시켰을 경우, 시간경과에 따른 축열매질의 온도분포, 상경계면의 형상, 용융율, 용융에너지를 실험적으로 구하여 이를 비교 검토한 것이다. 작동유체의 입구온도가 $7^{\circ}C,\;4^{\circ}C$의 경우에는 작동유체의 유입방향이 상 하향 모두 물의 최대 밀도점인 $4^{\circ}C$ 부근에서 일시적으로 온도가 상승하지 않고 일정 시간동안 정체하는 온도정체구간이 나타났다. 또한, 용융이 진행됨에 따라 물이 축열조의 하부에 적체되고, 이에 따라 하부에서의 용융이 활발히 진행됨으로써 상경계면 형상은 전체적으로 종모양 형태의 곡선을 나타낸다. 작동 유체의 입구온도가 $7^{\circ}C$인 경우, 용융율(Vl/Vtot)과 용융에너지는 작동유체의 유입방향이 상향인 경우가 하향인 경우에서보다 크게 나타난 반면, 작동유체의 입구온도가 $4^{\circ}C,\;1^{\circ}C$인 경우는 $7^{\circ}C$의 경우와는 달리 하향인 경우가 상향인 경우에서보다 큰 것으로 나타났다.