• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권2호
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• pp.209-218
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• 2002

The temperature field of a counterflow non-premixed flame is investigated using thermocouples of two sizes. A thermal balance is performed on the thermocouple in order to calculate the magnitude of the radiation corrections involved. Both the thermocouple wire and bead are separately considered to be the relevant thermal surface to which convective heat transfer takes place, and from which radiation lasses occur. The flame is also simulated by using a detailed chemical kinetic mechanism in a previously developed computer code. The local thermo-physical properties of the gas mixture, required to calculate the corrections, are determined both from the simulation, and by approximating the properties of the mixture as those of molecular nitrogen at the measured temperatures. It is concluded that the thermocouple wire is the appropriate thermal surface to which radiation corrections apply, in the absence of information about the gas mixture, its properties can be reasonably approximated by those of nitrogen rm ($N_2$), and the radiation corrections are very sensitive to misalignments in the temperature and velocity fields.

• 태양에너지
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• 제10권1호
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• pp.5-13
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• 1990

온도가 일정한 외벽을 열원으로 하는 수직원통형 축열조 내에 채워진 상변화물질의 내향용융 과정에서 자연대류에 의한 열전달현상을 유한차분법을 이용하여 수치해석하였고, 그 결과를 실험을 통하여 검증하였다. 상변화물질로는 용융점온포가 $42.5%^{\circ}C$ n-docosane paraffin($C_{22}H_{46}$)을 사용하였다. 본 연구 결과에서 상변화물질의 용융속도는 액상영역의 자연대류로 인하여 축열조 상부로 갈수록 빠른 것으로 나타났다. 그리고 상변화물질의 초기온도는 액상영역 속도분포에 큰 영향을 주지 않으며, 상변화물질의 초기온도가 낮을수록 용융속도는 늦어지고 축열조의 형상비($H/r_w$)가 커질수록 자연대류는 활발해지는 것으로 나타났다. 이러한 수치해석의 결과는 실험 결과와 잘 일치하였으나, 수치해석시 상변화물질의 용융에 따르는 체적팽창을 고려하지 않았기 때문에 용융이 진행 됨에 따라 오차가 발생하였다.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.302-310
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• 2008

진공 챔버 내부에서 열접촉된 시료가열장치와 시료 사이의 열전달 현상을 고찰하였다. 열전달은 가스 유량과 기체 압력에 따른 대류현상, 시료와 접촉하는 기판가열장치의 표면 거칠기 및 접촉압력에 따른 전도현상, 기판가열장치의 표면 방사율에 따른 복사현상으로 나누어 푸리에 식과 슈테판-볼츠만 식을 이용하여 열흐름 값을 분석하였다. 실험은 시료가열장치의 온도를 $100\;-\;500^{\circ}C$ 사이에서 일정하게 유지하면서 300 mTorr - 1 Torr 사이의 압력에 따른 시료의 온도를 측정하고, 푸리에 식과 슈테판-볼츠만 식을 이용하여 열흐름 값을 계산하였다. 열흐름 값의 산출에 사용된 푸리에 계수의 정확성을 확인하기 위해, 역으로 열흐름 값으로부터 온도차를 구하는 방법을 사용하였으며 0.33 % 오차 내에서 재현됨을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.127-134
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• 1985

본 연구에서는 축열식 열교환기에 대한 이론해석에 2개의 변수를 적용하여 주 기가 긴 경우에 적용되는 축열체의 열전도계수가 큰 열교환기인 경우 ｆ(t)함수형, 주 기가 긴 경우 또는 짧은 경우에 적용될 수 있는 열전도계수가 작은 경우 ｆ(x,t)함수 형으로 각각 구분하여 이에대한 정확해를 구하였다. 특히 ｆ(x,t)함수형에서 2차원 Laplace 변환기법에 의한 Bessel 함수가 포함된 식을 얻고, Laplace 1차 변환온도에서 얻는 식을 급수편개하여 정리한 식으로 부터 가열주기에 있어서 주기가 짧은 축열체에 적용되어질 수도 있는 근이식인 간단한 온도분포식과 이로부터 대류열전달계수식을 얻 었다.그러나 천 양태랑, 등은 주기가 긴 경우 즉 일반 축열체에 대한 이론해석 결 과와 주기가 짧은 경우 즉 8분 주기로 실험하여 비교한 결과가 일치함을 발표하였다. 이들 연구결과를 참작할때 주기가 짧은 경우에서의 실험결과와도 비교적 일치할 것으 로 기대할 수 있어서 중도상정의 스터얼링 기관 실험에 사용된 축열기의 제원을 이용 하여 계산한 결과, 위에서 구한 온도분포식은 일치하였고 대류열전달계수식에 대하여 는 다른 실험치 보다 접근함을 확인하였다. 또한 위 기관실험치를 대류열전달계수식 에 대입하여 위 기관의 전교환 열량을 계산한 결과, 스터얼링 기관용 축열기에서 축열 비의 최적치 430%와 거의 일치하였다. 따라서 이론해석으로부터 구한 온도분포식과 대류열전달계수식의 유용성을 입증할 수 있었다.

• 소성∙가공
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• 제26권1호
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• pp.5-10
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• 2017

Fluid cooling is one of the manufacturing processes used to control mechanical properties, and is recently used for hot stamping of automobile parts. The formed part at room temperature is heated and then cooled rapidly using various fluids in order to obtain better mechanical properties. The formed part may undergo excessive thermal deformation during rapid cooling. In order to predict the thermal deformation during fluid cooling, a coupled simulation of different fields is needed. In this study, cooling simulation of boron steel square sheet was performed. Material properties for the simulation were calculated from JMatPro, and three convection heat transfer coefficients such as water, oil and air were obtained from the experiments. It was found that the thermal deformation increased when the difference of cooling rate of sheet face increased, and the thermal deformation increased when the thickness of sheet decreased.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.587-593
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• 2007

Oil-based nanofluids were prepared by dispersing spherical and fiber shaped $Al_2O_3$ and AlN nanoparticles in transformer oil. Two hydrophobic surface modification processes using oleic acid (OA) and polyoxyethylene alkyl acid ester (PAAE) were compared in this study. The dispersion stability, viscosity and breakdown voltage of the nanofluids were also characterized. $(Al_2O_3+AlN)$ mixed nanofluid was prepared to take an advantage of the excellent thermal conductivity of AlN and a good convective heat transfer property of fiber shaped $Al_2O_3$. For $(Al_2O_3+AlN)$ particles with 1 % volume fraction in oil, the enhancement of thermal conductivity and convective heat transfer coefficient was nearly 11 % and 30 %, respectively, compared to pure transformer oil. The nanofluid, containing $Al_2O_3+AlN$, successfully lowered the temperature of the heating element and oil itself during a natural convection test using a prototype transformer.

• 한국식품영양학회지
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• 제17권1호
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• pp.32-40
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• 2004

간장으로 채워진 실린더 형태의 장조림 제품의 가열살균 시 온도변화를 유한요소분석법(finite element method)을 이용하여 예측하기 위하여 상업적 NISA (Numerical Integrated Elements for System Analysis, EMRC, USA)프로그램을 이용하여 실시하였다. 장조림 식품에서의 열전달은 냉점이 기하학적 중심에 위치하지 않고 y축으로 26.9 mm 뒤쪽에 위치하였다. 이는 간장소스의 비열이 장조림보다 20% 이상 큰 값이기 때문으로, 사용된 재료의 열전달계수에 의해서 냉점의 위치가 다르게 나타났다. 장조림 식품의 가열살균 시 열전달계수의 영향을 검토하기 위하여 온도와 치사율 오차를 종속변수로 하여 간장소스의 열전도계수, 장조림의 열전도계수, 열전달계수를 독립변수로 한 반응표면분석법을 행한 결과 장조림의 열전도계수가 p<0.01로 매우 높은 상관관계를 보이며, 치사율 오차를 최소로 하는 최적화값을 얻을 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2315-2324
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• 2023

Space nuclear reactors are becoming popular in deep space exploration owing to their advantages of high-power density and stability. Following the fourth-generation nuclear reactor technology, a conceptual design of the dual drum-controlled space molten salt reactor (D²-SMSR) is proposed. The reactor concept uses molten salt as fuel and heat pipes for cooling. A new reactivity control strategy that combines control drums and safety drums was adopted. Critical physical characteristics such as neutron energy spectrum, neutron flux distribution, power distribution and burnup depth were calculated. Flow and heat transfer characteristics such as natural convection, velocity and temperature distribution of the D²-SMSR under low gravity conditions were analyzed. The reactivity control effect of the dual-drums strategy was evaluated. Results showed that the D²-SMSR with a fast spectrum could operate for 10 years at the full power of 40 kWth. The D²-SMSR has a high heat transfer coefficient between molten salt and heat pipe, which means that the core has a good heat-exchange performance. The new reactivity control strategy can achieve shutdown with one safety drum or three control drums, ensuring high-security standards. The present study can provide a theoretical reference for the design of space nuclear reactors.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.55-59
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• 2005

CFD analysis has been conducted to find the two stage impeller configuration which is the most suitable for a stirred tank with an internal helical cooling coil and a cooling jacket, which is frequently used in chemical industries for highly exothermic reactions ranged from low to medium viscosity. Two typical types of impellers are considered; pitched paddle impellers and Rushton turbine impellers. Interestingly, pitched paddle impellers show a good mixing performance for multi-species, whereas Rushton turbine impellers achieve a good mixing performance for multi-phases. Besides the type of an impeller, the location of an impeller is another important factor to be considered in order to accomplish an effective mixing. The best set of types and locations of two impellers is recommended based on the coefficient of variation(CoV) value and the heat removal capability obtained from CFD results. The former is a measure to quantify the degree of mixing.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.370-380
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• 2016

제주도 지역에서 소나무재선충병 피해를 받은 곰솔 원목의 이용확대를 위하여 열처리를 수행하였다. 열처리는 처리 원목의 중심부가 소나무재선충의 사멸온도인 $56^{\circ}C$를 30분간 유지하여야 한다. 곰솔 원목의 초기함수율과 말구지름은 각각 46% ~ 141%, 180 mm ~ 500 mm의 범위이고, 기본비중과 전건비중은 각각 0.47, 0.52이었다. $105^{\circ}C$ 조건에서 함수율과 말구지름에 따라 열처리에 소요되는 시간은 7.7 h ~ 44.2 h의 범위로 측정되었다. 다양한 함수율 및 지름을 갖는 곰솔 원목의 열처리 소요시간을 예측하기 위하여 열처리 진행 중 처리목 내부의 온도분포를 유한차분법을 적용한 2차원 열전달 해석을 통하여 제시하였다. 열전달 해석을 위한 목재의 열적 특성은 함수율에 따른 열전도계수와 비열을 적용하였으며, 자연대류와 강제대류를 합한 형태의 혼합대류에 의한 혼합대류계수를 적용하였다. 실험값과 예측 값의 오차는 3 ~ 45%의 범위로 분석되었다. 곰솔 원목에서 초기함수율이 50%이고, 말구지름이 200 mm, 300 mm, 400 mm인 경우, 예측된 열처리 소요시간은 각각 10.9 h, 18.3 h, 27.0 h이었다. 초기함수율이 75%일 때, 지름에 따라 각각 13.6 h, 22.5 h, 32.8 h이고, 초기함수율이 100%일 때, 지름에 따라 각각 16.2 h, 26.5 h, 38.2 h이었다. 이러한 열처리 소요시간의 예측방법에 소나무와 잣나무 등 다른 소나무재선충병 피해목의 물리적 특성을 적용하면, 함수율과 말구지름에 따른 열처리 소요시간을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.