• 한국전산유체공학회지
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• 제18권2호
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• pp.85-92
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• 2013

In this study, we consider heat transfer enhancement in laminar channel flow by means of an infinite streamwise array of equispaced identical circular cylinders. This flow configuration can be regarded as a model representing a micro channel or an internal heat exchanger with cylindrical vortex generators. A numerical parametric study has been carried out by varying Reynolds number based on the bulk mean velocity and the cylinder diameter, and the gap between the cylinders and the channel wall. An immersed boundary method was employed to facilitate to implement the cylinders on a Cartesian grid system. No-slip condition is employed at all solid boundaries including the cylinders, and the flow is assumed to be periodic in the streamwise direction. Also, the Prandtl number is fixed as 0.7. For thermal boundary conditions on the solid surfaces, it is assumed that heat flux is constant on the channel walls, while the cylinder surfaces remain adiabatic. The presence of the circular cylinders arranged periodically in the streamwise direction causes a significant topological change of the flow, leading to heat transfer enhancement on the channel walls. The Nusselt number averaged on the channel wall is presented for the wide ranges of Reynolds number and the gap. A significant heat transfer enhancement is noticed when the gap is larger than 0.8, while the opposite is the case for smaller gaps. More quantitative results as well as qualitative physical explanations are presented to justify the effectiveness of varying the gap to enhance heat transfer from the channel walls.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권1호
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• pp.238-246
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• 1998

Surface residual stresses as well as wall thickness and ovality changes after U-bending process on UNS N06690 row-1 heat exchanger tubes, were estimated. Surface residual stresses were measured by Hole Drilling Method(HDM), calculating the stresses from relieved strains of 3 rosette strain gages. After bending of the tubes, dimensional tolerances for wall thickness and ovality were satisfied with ASTM requirements. Residual stresses at the extrados were introduced with compressive stress(-) by bending operations, and its maximum value reached-319 MPa in axial direction at ${\phi}=0^{\circ}$ in position. Tensile residual stresses(+) of ${\sigma}_zz=45$ MPa,${\sigma}_zz=25$ MPa were introduced in the intrados surface at position of ${\phi}=0^{\circ}$ Maximum tensile residual stress of 170 MPa was detected on the flank side at position of ,${\phi}=95^{\circ}$i.e., at apex region. It appeared that higher stress gradients were generated at the irregular transition regions. In the trend of residual stress changes with U-bend position, the extrados is related with the changes of ovality and the intrados is related with the changes of wall thickness.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.721-724
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• 2011

터보펌프에서 발생 가능한 cavitation을 동반하지 않으면서 추진제를 요구하는 압력과 유량으로 연소기에 공급하기 위해서는 추진제 탱크에 저장된 추진제를 가압하는 시스템이 필요하다. 가압시스템은 선가압과 주가압으로 분류할 수 있으며, 본 연구에서는 주가압 시스템에 대해서만 언급한다. 추진제탱크 가압 방식에는 가압가스 생성방법과 공급 방법으로 나눌 수 있으며, 가압가스 생성방법으로는 비활성가스 및 극저온 산화제를 기화시켜 추진제탱크에 공급하는 방법이 있다. 본 연구에서는 가압시스템의 분류와 가압 방식에 따른 장단점을 비교하였으며, 특히 발사체에서 사용하고 있는 가압방식 중에서 임펄스 제어방식의 원리와 가압시스템의 특성을 기술한다. 또한 가압시스템의 구성요소인 열교환기의 형상과 구조 및 각 열교환기의 특징에 대하여 설명한다. 본 자료는 발사체 개발단계에서 가압시스템의 기본요구조건 도출과 개념설계 단계에서 활용할 수 있다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권5호
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• pp.824-830
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• 2013

In ultra-precision machining, the inside temperature should be controlled precisely. The important factors are environmental conditions (outside temperature, humidity) and temperature conditions (cutting heat, spindle heat). Thus, in this study, an environmental control cell for the ultra-precision machine that could control the inside temperature and minimize effects of the surrounding environment to achieve a thermal deformation of less than 400nm of a specimen was designed and verified through C.F.D. Further, a method that could control the temperature precisely by using a blower, heat exchanger and heater was evaluated. As a result, this study established a C.F.D technic for the environmental control cell, and the specimen temperature was controlled to be within $17.465{\pm}0.055^{\circ}C$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.123.1-123.1
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• 2010

수평형 지중열교환기의 최적설계를 위해서는 되메움재의 광물특성 및 입자크기, 열전도도(thermal conductivity), 열용량(heat capacity)등과 같은 열적 특성을 파악 하는 것은 중요하다. 수평형 지중 열교환기용 되메움재의 열전도도를 파악하기 위해 비정상 열선법을 적용한 QTM-500을 사용하여 포화도에 따른 천연규사-물-공기 혼합물의 열전도도를 측정하였다. 측정된 열전도도를 개별요소법(Discrete Element Mothod)에 근거한 2차원 수치해석 프로그램인 PFC2D(Particle Flow Code in 2 Dimension)를 이용하여 비교 분석하였다. 수치해석에서는 혼합물의 건조밀도를 일정하게 유지한 상태에서 포화도에 따라 가상의 물 입자 개수를 변화시켰다. 개별요소법을 이용한 열전달 수치해석에서는 입자의 접촉을 통해 발생한 thermal pipe에 의해 열전달이 이루어진다. 이러한 thermal pipe의 열전도도는 접촉된 두 입자의 열전도도와 접촉면의 평균 열전도도를 고려하여 적용하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.213-217
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• 2017

액체로켓엔진 고장에서 시동과정이 30% 이상을 차지하며 특히, 우주왕복선 주 엔진(Space Shuttel Main Engine, SSME)은 2%의 밸브위치 오차 또는 0.1초의 시간오차와 같은 작은 변화에도 급격하게 변화하는 매우 민감한 시스템으로 시동과정의 모델링이 중요하다. 하지만, 시동과정에서 비선형 질량 유량과 열전달 특성 때문에 많은 어려움이 발생한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 부분적인 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics, CFD) 방법을 사용하였으며 본 논문에서는 구성품의 모델링을 수행하여 정상상태에서 확인을 하였다.

• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.328-333
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• 2000

이 연구의 목적은 액정법을 이용하여 주름형상 판형 열 교환기에서의 내부유동과 열 전달 성능의 특성을 파악하는데 있으며 공기를 작동유체로 사용하였다. 과거에는 실험이 주로 판형 열 교환기의 입·출구에서의 열 전달 성능에만 관심이 집중되었다. 그러나 이 실험에서는 액정법을 이용하여 판형열교환기 셀 표면 위에서의 국소 누셀트수의 분포를 연구하였다. 레이놀즈수가 증가할수록 열 전달 성능은 증가하였으나 마찰계수는 감소하였다. 주름각이 증가할수록 열 전달 성능과 마찰계수는 모두 증가하였다. 국소 누셀트수 분포로부터 열 전달이 잘 일어나는 부분은 주름을 타고 넘어 들어온 두 유동이 만나는 곳이며 또한, 셀의 가운데 부분은 셀의 수직단면적이 커서 셀 표면과 유동의 접촉이 약하므로 작은 누셀트수를 가지는 것을 알 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.83-88
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• 2001

This paper presents modelling and analyzing method of centrifugal chiller which has a rated capacity of 200 RT(703 kW) through on-site performance test. Field data of chiller installed in the clean-room building of KIST have been collected, Simple models were developed for predicting the heat exchangers and system performances by regression of chiller operation data during 5 days in August. The models proposed here account for the effect of variations of cooling capacity, temperatures and flow rates of secondary fluids. The models are consistent with real performance data from June to September within ${\pm}5%$ error. The COP of centrifugal chiller are estimated under the standard rating conditions and reduced mass flow rate of chilled and cooling water.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.9-16
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• 2007

This study aims to suggest an evaluation method of thermal environment using CFD, not an experiment, which is usual in the field. Model train is the newly introduced Mugunghwa train. Since its compartment occupies a large space and chairs and other accessories make it a complicated structure, 3-D calculation might take too much time and effort to make evaluation itself possible. Therefore, we suggest a 2-D model to replace the original 3-D model for averaged temperature and temperature distribution in the cabin.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권4호
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• pp.1454-1459
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• 2024

Researchers have applied theoretical and CFD models for years to analyze the fluidelastic instability (FEI) of tube arrays in steam generators and other heat exchangers. The accuracy of each approach has typically been evaluated using the discrepancy between the experimental critical flow velocity and the predicted value. In the best cases, the predicted critical flow velocity was within an order of magnitude comparable to the measured one. This paper revisits the quasi-steady approach for damping controlled FEI in a normal triangular array with a pitch ratio of P/d = 1.375. The method addresses the fluidelastic frequency at the stability threshold as an input parameter for the approach. The excellent agreement between the estimated stability thresholds and the equivalent experimental results suggests that the fluidelastic frequency must be included in the quasi-steady analysis, which requires minimal computing time and experimental data. In addition, the model allows a simple time delay analysis regarding flow convective and viscous effects.