본 연구에서는 많은 실질적인 시스템에서, 많은 양의 복합된 전도, 대류, 복 사의 열전달 현상이 동시에 일어나기 때문에 복합된 열전달 모드가 다같이 다루어져야 만 한다. Fig.1에서 보는 바와 같이 얇은 원형휜이 튜브 주위에 무수히 부착되어 있 으며, 휜과 튜브주위를 기체가 흐르고 있다. 휜과 휜, 휜과 튜브표면, 휜과 주위환 경, 튜브표면과 주위환경 사이에서 복사 열전달 상호교환이 충분히 다루어졌다. 전 도, 대류, 복사기 동시에 일어나는 열전달 방정식은 비선형 적분-미분 방정식(nonlin- ear integro-differential equation)으로 표현된다. 온도 분포도(temperature dist- ributions), 열전달량(heat transfer rates), 휜효율(fin efficiencies), 휜유효성(f- ineffectivenesses)등이 계산되어졌고, 무차원 형태로 도표에 결과들을 제시하였다.
본 연구는 축방향 내부 핀을 가진 열사이폰의 작동유체의 체적변화에 대한 응축 및 비등열전달 성능에 관한 연구이다. 열사이폰 내부의 작동유체는 증류수를 사용하였다. 열사이폰의 총체적에 대한 작동유체의 양을 변화시키면서 실험데이터를 산출하였다. 열사이폰의 응축부에 대한 열유속과 응축열전달계수를 구하였으며, 실험결과를 이론모델과 비교분석하였다. 실험결과로부터 열사이폰의 열전달 성능은 작동유체의 체적변화에 크게 의존하였다. 축방향내부 핀을 가진 열사이폰의 열전달 성능은 평튜브로 제작한 열 사이폰보다 크게 향상되었다. 이와 같은 열사이폰을 태양열 분야의 열교환기에 응용할 경우, 고성능화와 소형화할 수 있다. 그리고 산업현장에서 실제적으로 적용하기 위해 총열전달계수를 산출하였다.
한국산 작은대칭이 (Anodonta arcaeformis flavotincta)의 유생발생 중 유생(glochidium)을 숙주어류인 붕어(carassius auratus)에 감염시켜 유생의 피낭형성과정(부착부위, 부착후 탈락가지의 시기)을 알아보기 위해, 주사전자현미경을 이용하여 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 유생들은 30분내에 숙주어류의 니트러미, 구강 그리고 아가미에 부착되었다. 이 연구에서 유생이 부착된 숙주어류의 지느러미를 시간별로 관찰하였다. 유생의 부착률은 숙주어류의 가슴지느러미,꼬리지느러미, 배지느러미에 각각 30%, 22%, 17%였다. 피낭형성과정은 천천히 진행되었다. 1차 피낭형성은 24시간에서 27시간째에 이루어졌고, 그리고 5일 내지 6일째 유생은 숙주조직의 상피세포로 완전히 덮였다. 유패의 탈락과정은 숙주에 감염시킨후 8일째에 관찰되었다. 유생의 대부분은 15일 이내에 숙주어류의 피낭으로부터 탈락되었다. 유생이 숙주에 부착되기 전과 숙주어류의 피낭으로부터 탈락된 유패의 크기는 변화가 없었다.
본 연구에서는 미사일형상의 몸체(쉘)와 쉘의 헤드부에 조종면을 부착한 발사체에서 힘과 모멘트를 측정하였다. 쉘과 헤드부는 상호 분리되어 있으며, 쉘은 모터에 의하여 회전되도록 하였다. 헤드부는 쉘의 회전방향과는 반대로 회전하며, 헤드부의 회전은 한 쌍의 조종면에 동일한 회전 방향으로 각변위을 주어서 비행하는 경우에 자연적으로 회전력이 발생되도록 하였다. 실험에서의 유속은 40 m/s로 설정하였으며, 레이놀드수는 헤드직경을 기준으로 $1.3{\times}10^5$였다. 발사체의 자세제어 및 방향전환을 위하여 헤드부에 있는 다른 한쌍의 조종면은 각변위의 조정이 가능하도록 하였다. 회전하는 발사체에서 힘과 모멘트의 변화가 측정되었으며, 측정된 결과로부터 FFT 분석을 통하여 영향력이 있는 진폭과 주파수를 얻었다.
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.
The evolution of the cavity and the variation of the drag for an underwater body with control fins are investigated through a numerical analysis of the steady cavitating turbulent flow. The continuity and the steady-state RANS equations are numerically solved using a mixture fluid model for calculating the multiphase turbulent flow of air, water and vapor together with the SST $k-{\omega}$ turbulence model. The method of volume of fluid is applied by the use of the Sauer's cavitation model. Numerical solutions have been obtained for the cavity flow about an underwater body shaped like the Russian high-speed torpedo, Shkval. Results are presented for the cavity shape and the drag of the body under the influence of the gravity and the free surface. The evolution of the cavity with the body speed is discussed and the calculated cavity shapes are compared with the photographs of the cavity taken from an underwater launch experiment. Also the variation of the drag for a wide range of the body speed is investigated and analyzed in details.
The Free-Piston Stirling engine (FPSE) is of interest for many research in aerospace due to its advantages of long operating life, higher efficiency, and zero maintenance. In this study, a 1-kW FPSE was proposed by analyzing the requirements of Space Reactor Power Systems (SRPS), of which performance was evaluated by developing a code through the Simple Analysis Method. The results of SAM showed that the critical parameters of FPSE could satisfy the designed requirements. The heater of the FPSE was designed with the copper rectangular fins to enhance heat transfer, and the parametric study of the heater was performed with Computational Fluid Dynamics (CFD) software STAR-CCM+. The Performance Evaluation Criteria (PEC) was used to evaluate the heat transfer enhancement of the fins in the heater. The numerical results of the CFD program showed that pressure drop and Nusselt number ratio had a linear growth with the height of fins, and PEC number decreased as the height of fins increased, and the optimum height of the fin was set as 4 mm according to the minimum heat exchange surface area. This paper can provide theoretical supports for the design and numerical analysis of an FPSE for SRPSs.
Low-fin tubes are widely used to enhance condensation heat transfer. In this study, condensation heat transfer experiment was conducted on the low-fin tube using R-11. Three different fin densities-787 fpm (fins per meter), 1102 fpm. 1378 fpm-were tested. The results show that low-fin tube enhances the condensation heat transfer considerablely. The enhancement increases as the fin density increases. It was also found that the fin shape and height have a significant effect on the condensation heat transfer coefficient. Slender or high fins showed a higher condensing heat transfer coefficient compared with fat, low fins. For the tube with 1378 fpm, however, excessive fin height decreased the condensing heat transfer coefficient. The reason may be attributed to the increasing condensate retention angle as the fin density increases. The experimental data are compared with existing prediction models. Results show that Webb's surface tension model predicted the data best (within ${\pm}20%$), which confirms that surface tension plays the major role in low-fin tube condensation.
A new extrusion process of the circular section product with helical fins could be developed by rotating extrusion die. The twisting of extruded product is caused by the twisted conical die surface connecting the die entrance section and the die exit section linearly. But, until now, because the process has used fixed extrusion die, it needs high pressure in order to twist billet and form fin shape on the surface of billet. So, during extruding billet, in order not to twist billet, the extrusion die is needed to rotate itself instead of twisting of billet. It is known that it is possible to reduce extrusion load of product with helical fins by analysis and experiments using rotating die. And it is known that, through the extrusion load analysis by $DEFORM^{TM}-3D$ software, optimal rotational velocity of rotating die can be obtained according to reduction ratio of area and twisted angle of die. And experiments and analysis using rotating extrusion die show that the twisted angle of product can be controlled by twisted angle of extrusion helical die and the rotational velocity of extrusion helical die.
This study is performed to investigate the heat transfer characteristics of heat exchanger according to the arrangement of fins as well as fin configuration by using the four times enlarged model. Friction factor, Colburn j factor and goodness factors are compared to each other to estimate performance of each case for 4 different kinds of fins, which are plain, single side slit, double side slit and louver fin. Results show that heat transfer would be altered by fin arrangement and that friction loss is more affected by fin configurations than by the fin arrangements. In particular, heat transfer depends more on the shape of front row than that of rear row. The heat transfer rate of combined fin arrangement increases a lot more under the same pressure drop than that of conventional fin arrangement. This indicates that the heat exchanger of higher efficiency would be designed by the proper combination of fins, of different shapes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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