• 한국기계가공학회지
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• 제12권6호
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• pp.152-158
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• 2013

The purpose of this study is to investigate cooling performance of high power LEDs from 100 to 200 W class by using a jet impingement cooling module. The numerical analysis of forced convection cooling inside cooling module is carried out using a multi-purpose CFD software, FLUENT 6.3. In the experiments, the LED cooling system consists of jet impingement module, heat exchanger, water reservoir, and pump. In the present study, the cooling performance of jet impingement cooling module is investigated to determine the effect of the heat sink types on the impinging surface, the space and length of fins. Numerical and experimental studies show the reasonable agreement of LED metal PCB temperature between those results and give the optimized design parameters such as the space of fin and the length of fin. Also, the pin fin type of heat sink is found to be more efficient than the plate type heat sink in jet impingement cooling.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.8-19
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• 1993

강제순환 냉각상실사고시 조밀화된 저장계통의 사용후 핵연료에서 생성된 붕괴열의 제거를 확인하기 위한 자연순환 해석모델이 개발되었다 채택된 수치기법은 ADI방법에 근거하였다. 사용후 핵연료의 붕괴열 생성율은 ANS-79 붕괴열 모델에 따라 계산되었으며, 보수적인 붕괴열 생성량 입력을 위해 chopped sine곡선에 따른 비균일 표면열속이 가정되었다. 저장조내 국부비등의 발생 가능성을 조사하기 위해서 민감도분석이 수행되었으며, 이는 핵연료간 거리 비, 열 생성량 및 핵연료 봉 반지름 등의 여러 변수를 변경시킴으로서 이루어졌다. 이 모델의 적용결과는 적절한 냉각시간 후의 조밀화된 사용후 핵연료 다발을 통한 자연대류 유량이 안전하고 효과적인 방식으로 저장조의 온도준위를 조절할 수 있음을 보여주고 있으며, 또한 사용후 핵연료봉 재배치를 위한 냉각시간에 관한 허용기준이 얻어졌다.

• 융합정보논문지
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• 제9권12호
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• pp.147-156
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• 2019

동심 이중관에서 기본유체 물과 나노입자 산화알미늄의 혼합인 나노유체를 적용한 대향유동을 유한체적법의 수치적 방법으로 열전달 특성을 규명하였다. 고온유체는 내부 원형관으로 흐르며 열을 외부 환형관으로 흐르는 저온유체로 전달한다. 고온유체와 저온유체의 체적유량 및 나노입자의 체적농도를 변수로 두어 열전달 및 유동 특성을 조사했다. 결과는 나노입자의 체적농도와 체적유량의 증가함에 따라 열전달 성능이 증가함을 보였다. 외부와 내부 관 모두에서 나노유체인 경우가 기본유체보다 나노입자의 체적농도가 8%일 때 나노유체가 열전달 성능이 최대 17% 증가하는 것을 확인했다. 또한 기본유체에 비해 환형관의 대류열전달 계수는 최대 31% 증가함을 보였으며 열교환기의 유용도는 약 20%가 상승함을 확인하였다. 하지만 나노입자의 체적농도가 8%일때 마찰인자가 최대 136% 커지는 것을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.325-333
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• 2021

A 3 kW grid-tied PV inverter with Gallium nitride high-electron mobility transistor (GaN HEMT) for domestic commercialization was developed using boost converter and full-bridge inverter with LCL filter topology. Recently, many GaN HEMTs are manufactured as surface mount packages because of their lower parasitic inductance characteristic than standard TO (transistor outline) packages. A surface mount packaged GaN HEMT releases heat through either top or bottom cooling method. IGOT60R070D1 is selected as a key power semiconductor because it has a top cooling method and fairly low thermal resistances from junction to ambient. Its characteristics allow the design of a 3 kW inverter without forced convection, thereby providing great advantages in terms of easy maintenance and high reliability. 1EDF5673K is selected as a gate driver because its driving current and negative voltage output characteristics are highly optimized for IGOT60R070D1. An LCL filter with passive damping resistor is applied to attenuate the switching frequency harmonics to the grid-tied operation. The designed LCL filter parameters are validated with PSIM simulation. A prototype of 3 kW PV inverter with GaN HEMT is constructed to verify the performance of the power conversion system. It achieved high power density of 614 W/L and peak power efficiency of 99% for the boost converter and inverter.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.155-161
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• 2023

Recently, a study on alternative and renewable energy is being conducted due to energy depletion and environmental problems. In particular, a hydrogen has the advantage of converting and storing the remaining energy into water-electrolyzed hydrogen through renewable energy generation. In general, due to reasons such as insulation problems, a study on high-pressure hydrogen storage tanks and related parts has recently been conducted. However, in the case of liquid hydrogen, the volume can be reduced by about 800 times or more compared to high-pressure hydrogen gas, so the study on this is needed as a technology that can increase energy density. In this study, the evaporation characteristics were analyzed under fixed heat flux conditions for liquid hydrogen storage tanks and the change in thermal stratification according to sloshing was analyzed. The heat flux condition was fixed at 250 W/m² and the horizontal resonance frequency of the primary mode was applied to the storage tank. As a result, it was confirmed that the thermal stratification phenomenon decreased compared to the case where the slashing was not present due to forced convection when the slashing was present.

• 융합정보논문지
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• 제12권3호
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• pp.141-150
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• 2022

원형단면 U-밴드 튜브에서 층류인 나노유체(물/Al2O3)의 유동 및 열적 특성을 수치적으로 연구하였다. 이 연구에서는 U-밴드 내부유동에서 Reynolds 수와 고체 체적분율의 영향이 유동장, 열전달 및 압력강하에 미치는 영향을 연구했다. 원형곡관에 대한 이전에 발표된 실험 결과와 본 수치해석의 결과가 잘 일치함을 보여 해석방법의 타당성이 있음을 확인하였다. Reynolds 수 뿐만 아니라 나노입자의 고체 체적분율을 증가시키면 열전달계수도 증가함을 보였다. 또한 곡관에서 형성되는 2차 유동은 평균 열전달계수를 높이는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 압력강하 곡선은 나노입자 농도가 증가함에 따라 크게 증가함을 보였다.

• Design & Manufacturing
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• 제16권2호
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• pp.33-38
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• 2022

Currently, Korea is an aging society, and it is expected to enter a super-aging society in about 4 years. Accordingly, many X-ray technologies are being developed. In X-rays, 99% of X-rays are converted into heat energy and 1% into light energy (X-rays). 99% of the thermal energy raises the temperature of the anode and its surroundings, and the cooling system is an important factor as overheating can affect the deterioration of X-ray quality and shortened lifespan. There is a method of forced air cooling using natural convection. Therefore, in this study, when X-rays were taken 5 times, Flow analysis was performed on heat removal according to temperature rise and cooling time for the heat generated at the anode of the X-ray tube (input power 60kW, 75kW, 90kW). Based on one-shot, the most rapid temperature rise section increased by more than 57% to 0.03 seconds, A constant temperature rises from 0.03 seconds to 0.1 seconds, It is judged that the temperature rises by about 8.2% or more at one time. After one-shot cooling, the cooling drops sharply from about 60% to 0.03 seconds, It is judged that the temperature has cooled by more than 86% compared to the temperature before shooting. One-shot is cooled by more than 86% with cooling time after 0.1 seconds, As the input power of the anode increases, the cooling temperature gradually increases. Since the tungsten of the anode target inside the X-ray tube may be damaged by thermal shock caused by a rapid temperature rise, an improvement method for removing thermal energy is required when using a high-input power supply.

• 대기
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• 제23권3호
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• pp.293-305
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• 2013

대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하기 위하여 기존의 무차원화된 정역학 모형을 바탕으로 무차원화된 비정역학 모형을 개발하였다. 모형을 검증하기 위하여 정역학 방정식 계의 해석해와 비정역학성이 아주 작은 경우의 수치 실험 결과를 비교하였고, 두 결과가 거의 같음을 확인하였다. 무차원화된 비정역학 모형을 이용하여 선형 계와 비선형 계에서 대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하였다. 선형 계와 비선형 계 모두에서 비정역학성 인자가 작은 경우 열원 꼭대기 위에서 연직 방향으로, 비정역학성 인자가 상대적으로 큰 경우 주 상승 기류의 풍하측에서 수평 방향으로 상승 운동과 하강 운동이 교대하는 파동 형태의 섭동장이 나타났다. 풍하측에서 나타나는 상승 운동과 하강 운동을 분석하기 위하여 선형, 정상 상태, 비점성 흐름에 대한 Taylor-Goldstein 방정식을 구하였다. 주 상승기류의 풍하측에서 교대로 나타나는 상승 하강 기류세포는 전파파의 수평 방향 전파 성분과 에바네센트파, 즉 비정역학성 인자에 의해 결정되는 임계 파장보다 파장이 짧아 연직 방향으로 전파되지 못하고 수평 방향으로만 전파되는 중력파의 중첩으로 설명할 수 있다. 선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반과 일치하였으나, 약한 비선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반보다 다소 길었다. 주 상승 기류 지역 내에서 최대 상승 기류의 위치는 비선형성과 비정역학성 정도에 따라 다르게 나타났다.

• 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.

• 설비공학논문집
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• 제19권1호
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• pp.94-131
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• 2007

A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigerating Engineering in 2004 and 2005 has been done. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, air-conditioning, ventilation, sanitation and building environment. The conclusions are as follows. (1) Most of fundamental studies on fluid flow were related with heat transportation of facilities. Drop formation and rivulet flow on solid surfaces were interesting topics related with condensation augmentation. Research on micro environment considering flow, heat, humidity was also interesting for comfortable living environment. It can be extended considering biological aspects. Development of fans and blowers of high performance and low noise were continuing topics. Well developed CFD and flow visualization(PIV, PTV and LDV methods) technologies were widely applied for developing facilities and their systems. (2) The research trends of the previous two yews are surveyed as groups of natural convection, forced convection, electronic cooling, heat transfer enhancement, frosting and defrosting, thermal properties, etc. New research topics introduced include natural convection heat transfer enhancement using nanofluid, supercritical cooling performance or oil miscibility of $CO_2$, enthalpy heat exchanger for heat recovery, heat transfer enhancement in a plate heat exchanger using fluid resonance. (3) The literature for the last two years($2004{\sim}2005$) is reviewed in the areas of heat pump, ice and water storage, cycle analysis and reused energy including geothermal, solar and unused energy). The research on cycle analysis and experiments for $CO_2$ was extensively carried out to replace the Ozone depleting and global warming refrigerants such as HFC and HCFC refrigerants. From the year of 2005, the Gas Engine Heat Pump(GHP) has been paid attention from the viewpoint of the gas cooling application. The heat pipe was focused on the performance improvement by the parametric analysis and the heat recovery applications. The storage systems were studied on the performance enhancement of the storage tank and cost analysis for heating and cooling applications. In the area of unused energy, the hybrid systems were extensively introduced and the life cycle cost analysis(LCCA) for the unused energy systems was also intensively carried out. (4) Recent studies of various refrigeration and air-conditioning systems have focused on the system performance and efficiency enhancement. Heat transfer characteristics during evaporation and condensation are investigated for several tube shapes and of alternative refrigerants including carbon dioxide. Efficiency of various compressors and expansion devices are also dealt with for better modeling and, in particular, performance improvement. Thermoelectric module and cooling systems are analyzed theoretically and experimentally. (5) According to the review of recent studies on ventilation systems, an appropriate ventilation systems including machenical and natural are required to satisfied the level of IAQ. Also, an recent studies on air-conditioning and absorption refrigeration systems, it has mainly focused on distribution and dehumidification of indoor air to improve the performance were carried out. (6) Based on a review of recent studies on indoor environment and building service systems, it is noticed that research issues have mainly focused on optimal thermal comfort, improvement of indoor air Quality and many innovative systems such as air-barrier type perimeter-less system with UFAC, radiant floor heating and cooling system and etc. New approaches are highlighted for improving indoor environmental condition as well as minimizing energy consumption, various activities of building control and operation strategy and energy performance analysis for economic evaluation.