• 대한기계학회논문집B
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• 제25권1호
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• pp.87-95
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• 2001

A numerical study was made of heat transfer in locally-forced turbulent separated and reattaching flow over a backward-facing step. The local forcing was given to the flow by means of sinusoidally oscillating jet from a separation line. A Rhee and Sung version of the unsteady $\kappa$-$\varepsilon$-f(sub)u model and the diffusivity tensor heat transfer model were employed. The Reynolds number was fixed at Re(sub)H=33,000 and the forcing frequency was varied in the range 0$\leq$fH/U(sub)$\infty$$\leq$2. The condition of constant heat flux was imposed at the bottom wall. The predicted results were compared and validated with the experimental data of Chun and Sung and Vogel and Eaton. The enhancement of heat transfer in turbulent separated and reattaching flow by local forcing was evaluated and analyzed.

• 설비공학논문집
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• 제11권2호
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• pp.224-235
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• 1999

The present study investigated the effects of the experimental parameters on the cooling characteristics of the multichip module cooled by the indirect liquid cooling method using water, PF-5060, and paraffin slurry. The experimental parameters were coolants including Paraffin slurry with mass fraction of 2.5~7.5%, heat flux of 10~40W/$\textrm{cm}^2$ for the simulated VLSI chips and Reynolds numbers of 3,000~20,000. The size of paraffin slurry was constant as 10~40${\mu}{\textrm}{m}$ before and after the experiment. The chip surface temperatures for paraffin slurry were lower than those for water and PF-5060. The local heat transfer coefficients for the paraffin slurry were larger than those for water and the local heat transfer coefficients reached a row-number-independent and thermally-fully-developed value approximately after the third row. The local Nusselt numbers for paraffin slurry with a mass fraction of 7.5% were larger by 20~38% than those for water. The paraffin slurry with a mass fraction of 5% shelved the best thermal and hydrodynamic characteristics when local heat transfer and pressure drop were considered simultaneously.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권5호
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• pp.643-652
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• 2005

Saturated nucleate pool boiling experiments for binary mixtures, which are consisted of refrigerant R11 and R113, were performed with constant wall temperature condition. Results for binary mixtures were also compared with pure fluids. A microscale heater array and Wheatstone bridge circuits were used to maintain the constant temperature of the heating surface and to obtain heat flow rate measurements with high temporal and spatial resolutions. Bubble growth images were captured using a high speed CCD camera synchronized with the heat flow rate measurements. The departure time for binary mixtures was longer than that for pure fluids, and binary mixtures had a higher onset of nucleate boiling (ONB) temperature than pure fluids. In the asymptotic growth region, the bubble growth rate was proportional to a value between $t^{\frac{1}{6}}$ and $t^{\frac{1}{4}}$. The bubble growth behavior was analyzed to permit comparisons with binary mixtures and pure fluids at the same scale using dimensionless parameters. There was no discernable difference in the bubble growth behavior between binary mixtures and pure fluids for a given ONB temperature. And the departure radius and time were well predicted within a ${\pm}30{\%}$ error. The minimum heat transfer coefficient of binary mixtures occurred near the maximum ${\mid}y-x{\mid}$ value, and the average required heat flux during bubble growth did not depend on the mass fraction of R11 as more volatile component in binary mixtures. Finally, the results showed that for binary mixtures, a higher ONB temperature had the greatest effect on reducing the heat transfer coefficient.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권2호
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• pp.179-186
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• 2013

혈액순환촉진, 심혈관계치료, 피부질환, 암세포억제 등의 의료분야에 원적외선 치료법이 광범위하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 원적외선 치료에 효과적인 패널형 방사체의 발열부에 대한 열적 특성을 실험적으로 분석하였다. 발열선은 정상상태에서 절연피복에 $150mW/m^2$의 열유속으로 열에너지를 공급하여 절연피복은 발열선 온도의 20%에 도달하였다. 단열막 사용은 약 20%의 발열판 표면온도 증가효과가 있었으며 열시상수를 상승시켜 혈액순환촉진에 크게 기여하는 것으로 나타났다. 발열선의 배치간격이 발열부 설계에 중요한 인자이며 열확산의 중첩을 위해 발열판의 열전도계수와 밀도를 고려해야함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권8호
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• pp.945-956
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• 1999

This work reports a set of approximate analytical solutions describing the initial transient process of close-contact melting between a rectangular parallelepiped solid and a flat plate on which either constant temperature or constant heat flux is imposed. Not only relative motion of the solid block tangential to the heating plate, but also the density difference between the solid and liquid phase is incorporated in the model. The thin film approximation reduces the force balance between the solid weight and liquid pressure, and the energy balance at the melting front into a simultaneous ordinary differential equation system. The normalized model equations admit compactly expressed analytical solutions which include the already approved two-dimensional solutions as a subset. In particular, the normalized liquid film thickness is independent of all pertinent parameters, thereby facilitating to define the transition period of close-contact melting. A unique behavior of the solid descending velocity due to the density difference is also resolved by the present solution. A new geometric function which alone represents the three-dimensional effect is introduced, and its properties are clarified. One of the representative results is that heat transfer is at least enhanced at the expense of the increase in friction as the cross-sectional shape deviates from the square under the same contact area.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권1호
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• pp.43-57
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• 1999

The fluid flow and heat transfer in a thin liquid film are investigated numerically. The flow Is assumed to be two-dimensional laminar and surface tension is considered. The most important characteristics of this flow is the existence of a hydraulic jump through which the flow undergoes very sharp and discontinuous change. Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) method is used to describe moving free boundary and a modified SIMPLE algorithm based on streamline upwind Petrov-Galerkin(SUPG) finite element method is used for time marching iterative solution. The numerical results obtained by solving unsteady full Navier-Stokes equations are presented for planar and radial flows subject to constant wall temperature or constant wall heat flux, and compared with available experimental data. It Is discussed systematically how the inlet Reynolds and Froude numbers and surface tension affect the formation of a hydraulic jump. In particular, the effect of temperature dependent fluid properties is also discussed.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1138-1149
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• 1988

본 연구에서는 논란의 여지가 많은 문제점을 구간별 특성 척도 분석으로 보다 명확히 하고, 매질이 물과 공기인 경우 실험을 통하여 난류 열대류 구조를 분석하여 척도분석 및 Kraichnan등의 분석을 통해 확인된 바 있는 지수법칙층의 존재를 확인하 고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.97-103
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• 2014

소방보호복은 고열유속에 의한 화상방지를 위해 3층 이상의 복합소재로 구성되어 있으며, 각 소재 사이는 공기 간극이 존재한다. 화재에 의한 고열유속 노출 시 공기 간극 내에서의 열전달은 대류와 복사에 의해 주로 발생하며, 그로 인해 간극의 크기에 따라서 비선형 특징의 열 저항 크기를 갖게 된다. 그러므로 본 연구에서는 보호복 소재 사이의 여러 가지 공기 간극(0~7 mm)에 대한 보호복의 열 보호성능을 자세히 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 복사 열 유속 입사시에 시간에 따른 각 소재의 온도 변화뿐만 아니라, 열 보호성능을 가장 효과적으로 나타낼 수 있는 지표(Radiant Protective Performance, RPP) 값의 공기간극에 대한 변화 특성을 파악하였다. 공기간극이 증가할수록 단열효과가 커짐으로 인해 후면의 온도는 낮아지고, RPP는 커짐을 확인할 수 있었다. 특히 일정 열유속 조건에서 공기간극에 대한 RPP 값은 선형적인 특성을 나타내었고, 그러한 결과를 바탕으로 다양한 입사 열유속 및 공기 간극 조건에 대해 비교적 간단한 형태의 RPP 지표 예측 식을 제안하였고, 좋은 예측 결과를 얻을 수 있었다.

• 원예과학기술지
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• 제33권5호
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• pp.647-657
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• 2015

원예시설의 환경설계 중 난방부하 산정방법에 대한 검증을 위하여, 대규모 플라스틱 온실에서 총난방부하와 틈새환기율, 지중전열량을 계측하여 계산결과와 비교 분석하였고, 지중전열 및 틈새환기가 온실의 난방부하에 미치는 영향을 검토하였다. 실험기간 동안 실내기온은 $13.3{\pm}1.2^{\circ}C$, 실외 기온은 $-9.4{\sim}+7.2^{\circ}C$의 범위를 보였으며, 우리나라의 난방 설계 외기온 범위에서 유효한 것으로 확인하였다. 가스트레이서법으로 측정한 틈새환기율은 평균 $0.245h^{-1}$로 나타났다. 온실의 피복면적에 일정한 환기전열계수값을 사용하는 방법은 온실의 규모에 따라서 문제가 있는 것으로 분석되었다. 따라서 환기전열부하는 온실의 체적과 틈새환기율을 이용하는 방법이 합리적인 것으로 판단된다. 온실 중앙에서 측정한 지중열류는 실내외 기온차에 따라 음으로 약간 증가하는 경향을 보이고, 온실 측면에서 측정한 지중열류는 실내외 기온차에 따라 양으로 크게 증가하는 경향을 보였다. 계측 결과를 바탕으로 온실의 외주부를 통한 열손실 개념을 도입한 새로운 지중전열부하 산정 방법을 개발하였으며, 검증결과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 관류열부하는 대체로 실내외 기온차에 비례하는 것으로 나타났으나, 열관류율은 작아지는 경향을 보였다. 따라서 관류열부하 산정시 설계조건에 따라 열관류율의 선택에 주의를 기울여야 할 것으로 판단된다. 실험온실의 열관류율은 평균 $2.73W{\cdot}m^{-2}{\cdot}C^{-1}$로 단일피복의 플라스틱 온실 대비 60%의 열절감율을 보이는 것으로 나타났다. 전체 난방부하 중에서 관류열부하가 84.7~95.4%, 환기전열부하가 4.4~9.5%, 지중전열부하가 -0.2~+6.3%를 차지하는 것으로 나타났다. 관류열부하는 실내외 기온차가 낮은 그룹에서 더 큰 비율을 차지하고, 환기전열 부하는 실내외 기온차가 높은 그룹에서 더 큰 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 지중전열부하의 경우 실내외 기온차가 낮은 그룹에서는 부하를 경감시키는 방향으로 작용하고, 실내외 기온차에 따라 부하를 증가시키거나 경감시키는 방향으로 작용하는 것으로 나타났으므로 이 기준 온도차의 선택이 중요한 것으로 판단된다. 지중전열부하에 비하여는 환기전열부하가 더 큰 비중을 차지하므로 에너지 절감을 위해서는 틈새환기율을 줄일 수 있는 대책이 필요한 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제17권4호
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• pp.279-289
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• 1985

U-tube 증기 발생기 내부의 재순환 loop에서의 밀도파 진동 형태의 불안정성 분석을 하고자 한다. 단상과 2상 영역에서의 압력 강하의 섭동치를 계산하기 위하여, 상간의 slip과 비균일 열유랑 그리고 heated wall dynamics를 고려하여 drift-flux model에 근거를 둔 노드 내의 섭동 보즌 방정식이 유도되었다. Loop를 통한 일정 압력강하 경계조건하에 Nyquist 조건을 사용하여 안정성이 분석되었다. SASG computer program을 개발하여 고리 1호기의 증기 발생기에 대한 안정성을 분석하였으며, 아울러, 중요한 계통인자들의 안정성 여유도에 미치는 영향도 분석하였다.