• 청정기술
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• 제14권4호
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• pp.265-270
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• 2008

본 연구는 전자기기 모듈의 공기 냉각용 정렬 배열된 핀-휜 열교환기에서 휜 형상의 변화가 유동 및 열전달에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 휜 단면의 기하학적 형상은 세 가지로서 원형, 타원형, 그리고 날개형이었다. 취급된 모든 휜의 단면적과 높이는 서로 동일하지만, 그 표면적만은 서로 달랐다. 그 결과, 휜의 표면적, 열전달계수, 그리고 열전달 성능은 휜의 형상에 크게 의존하였다. 적절한 형상을 갖는 휜의 열전달 성능은 세 가지 형태의 핀-휜 중에서 날개형 핀-휜이 가장 우수하였다. 이러한 결과로부터 공기의 유량증가측은 휜의 밀도증가 없이 적절한 핀-휜의 형상변화만으로도 핀-휜 열교환기의 냉각성능을 크게 향상 시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권5호
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• pp.43-55
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• 2020

가스터빈 블레이드의 핀-휜 배열의 냉각 성능을 향상시키기 위하여 분절핀을 설치하여 효과를 분석하였다. 분절핀의 위치에 따른 유동 및 열전달 특성 변화를 수치해석을 통해 분석하였다. 분절핀이 설치되지 않은 엇갈림 핀-휜 배열인 기존형상 와 분절핀이 X₂/D_p=1.25 간격 떨어진 분절핀적용형상 1과 X₃/D_p=1.75 간격 떨어진 분절핀적용형상 2 를 비교하였다. 해석 결과 분절핀의 설치로 인해 핀-휜 배열 전단부에서 발생하는 말발굽와류의 세기가 강화되는 것을 확인하였다. 또한 핀-휜 배열 후단부에서 발생하는 멤돌이 와류의 세기가 약해지는 것을 확인하였다. 이로 인해 바닥면의 열전달 분포가 크게 상승하는 것을 확인 하였다. 반면 분절핀의 설치로 인해 압력손실은 증가하였으나, 열성능계수는 분절핀 적용형상 2 에서 최대 23.8% 가량 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해 향후 가스터빈 핀-휜 냉각 유로 설계 시 분절핀을 설치하면 냉각 성능이 증대 될 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.224-231
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• 2011

핀-휜 구조물이 삽입된 채널은 열전달이 향상되는 것으로 알려져 있다. 복잡한 핀-휜 구조물은 다공성 매체로 모사할 수 있을 만큼 매우 불규칙적인 유동을 보여준다. 본 연구는 수치해석을 통하여 핀-휜 구조물이 삽입된 채널의 열전달과 압력강하의 특성을 분석하였다. 유효유동공간비가 높고 직경이 큰 경우 실험데이터를 잘 예측 하였지만, 유효유동공간비가 낮은 경우 비교적 오차가 큰 편이었다. 유효유동 공간비가 낮을수록 유동교란이 강해져서 열전달이 증가하지만 압력강하도 증가하여 팬의 동력이 증가하기 때문에 최적점을 찾아서 설계하여야 한다. 본 연구에서는 전면유속이 5m/s 일 때, D25 모델에서는 유효유동공간비가 0.5인 지점에서, D05 모델에서는 0.9에서 압력강하가 급격하게 늘어나기 때문에 이보다 더 작은 유효유동공간비에서의 작동은 바람직하지 않다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.35-43
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• 2019

본 연구에서는 핀-휜이 있는 유로에 위치와 유동 입사각이 다른 가이드 베인을 부착하여 전열 성능 및 압력 강하 특성 변화를 분석하였다. 레이놀즈수가 1400일 때 가이드 베인의 위치와 입사각에 따른 전열 성능과 유동 특성을 수치해석으로 확인하였고, 핀-휜 만 있는 해석 결과와 비교하였다. 수치해석을 수행한 결과, Case 1의 입사각 $0^{\circ}$일 경우에 전열 성능이 최대가 되고 핀-휜 만 있는 유로에 비해 약 5% 향상되었다. Case 2의 입사각 $10^{\circ}$일 경우에 압력 손실이 최소가 되고 약 1.9% 감소하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.28-34
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• 2019

본 연구에서는 터빈 냉각에 널리 사용되는 핀-휜 배열에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서 원형 튜브 전방에 익형 와류발생기가 위치하며, 익형 단면 형상은 NACA-9410을 사용하였다. 본 논문에서는 와류 발생기가 있는 핀-휜 배열 유동의 전열 성능과 유동 특성을 수직인 방향으로 변화시키며 기존의 핀-휜 유동과 비교하였다. 레이놀즈수 영역은 6000, 10000 그리고 15000 세 가지를 계산하였다. 전산 해석은 상용 프로그램인 ANSYS v18.0 CFX, 난류 모델은 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 결과적으로 전열 성능은 최대 5.8% 증가하였고 압력 손실은 1% 미만으로 증가하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.35-39
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• 2013

본 논문은 자연대류상에서 냉각되는 하이브리드 휜 히트싱크(Hybrid Fin Heat Sink, HFH)의 열특성에 대한 수치연구결과를 보고한다. HFH는 평판휜이 결합된 내부유로가 있는 핀 휜으로 이루어진 하이브리드 휜으로 구성된다. HFH의 열성능은 상용 CFD 소프트웨어를 이용하여 수치적으로 연구되었고 핀 휜 히트싱크(Pin Fin Heat Sink, PFH)의 열성능과 비교되었다. 수치연구결과를 통해 HFH의 베이스면적기반, 질량기반 열전달계수가 PFH 보다 각각 12%, 37% 우수함을 발견했다. 증대된 표면적과 가벼운 무게는 PFH보다 우수한 HFH의 열성능을 설명할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권8호
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• pp.961-967
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• 2004

An inclined jet impinging on a pin fin heat sink is proposed and investigated experimentally. To investigate the flow pattern, flow visualization using fluorescence and velocity measurement using particle image velocimetry(PIV) are conducted with water. The jet impinges over a wide span of the heat sink with a large recirculation in the upper free space and occasionally with another smaller one in the upstream corner. Further, thermal experimentation is conducted using air to obtain temperature profiles using a thermocouple rake in the air and using thermal image on the heat sink back plate, with impinging angles of 35, 45 and 55 degrees. The Reynolds number range based on the nozzle slot is varied from 1507 to 6405. The results show that impinging angle of 55 degree shows the largest heat transfer capability. The results of thermal experiment are compared and discussed with those of flow visualization.

• 설비공학논문집
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• 제15권8호
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• pp.667-673
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• 2003

Recent trends in the electronic equipment indicate that the power consumption and heat generation in a chip increase as the components are miniaturized and the computing speed becomes faster. Suitable heat dissipation is required to ensure the guaranteed performance and reliable operation of the electronic devices. The aim of the present study is to investigate the forced-convective thermal-hydraulic characteristics of a pin-fin heat exchanger as a candidate for cooling system of the electronic devices. The influence of the structure of the pin-fin assembly on heat transfer is investigated by porous medium model. The results are compared with the experimental data or correlations of several researchers for the heat transfer coefficients for the channel flow with pin-fin arrays. Finally, the effects of design parameters such as the pin-fin diameter and the spacing are examined.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권11호
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• pp.1555-1563
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• 1998

Heat transfer and pressure drop for ${\phi}10.07$ dry surface fin-tube heat exchanger with wave and wave-slit fins were measured for different fin spacings and number of tube rows. Longitudinal and transverse tube spacings of the heat exchangers are 21.65mm and 25mm respectively, and wave depth of wave fin is 1.5mm. The experiments were performed for 4 different fin spacings, 1.3, 1.5, 1.7 and 2.0mm, and the number of tube rows were 1,2 and 3 rows. The present results were compared with the previous results for the wave depth of 2mm. Also hydrophilic coated and bare fins were tested. Correlations for Colburn j-factor and friction factor were developed.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제5권1호
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• pp.27-31
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• 2015

A Pin-fin array is widely used to enhance the heat transfer in the internal cooling passage. The heat transfer distribution around the pin-fin is varied by the horseshoe vortex and flow separation. The difference of heat transfer coefficient induces the large thermal stress, which is one of the major reasons to break of hot components. So, it is required to enhance the heat transfer on the back side of pin-fin to solve the thermal stress problem. This study suggests the pin-fin with inclined jet hole and complex pin-fin/dimple array to enhance the heat transfer on the back side of pin-fin. The heat transfer coefficient is predicted by the numerical analysis, which is performed by CFX 14.0. The numerical results are obtained at Reynolds number, 10,000. The results show that the heat transfer on the back side of pin-fin is increased in both cases. Beside, the wake, which comes from dimple and jet, helps to develop the horseshoe vortex and increase the heat transfer on the next row pin-fin.