• 제목/요약/키워드: Inverse Heat Transfer Method

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모드해석과 관측기를 이용한 1차원 온도분포의 실시간 예측 (Real Time Estimation in 1-Dimensional Temperature Distribution Using Modal Analysis and Observer)

  • 안중용;박영민;정성종
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권2호
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    • pp.195-201
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    • 2001
  • An inverse heat conduction problem(IHCP) arises when unknown heat fluxes and whole temperature field are to be found with temperature measurements of a few points. In this paper, observers are proposed as solution algorithm for the IHCP. A 1-dimensional heat transfer problem is modeled with modal analysis and state space equations. Position of the heat source is estimated through test heat inputs and the autocorrelation among a few of temperature data. The modified Bass-Gura method is used to design a state observer to estimate the intensity of heat source and the whole temperature field of a 1-dimensional body. To verify the reliability of this estimator, analytic solutions obtained from the proposed method are compared.

비정상 열전도 역산법에 의한 분무냉각 임계열유속(CHF)의 측정에 관한 연구 (Measurement of Critical Heat Flux Using the Transient Inverse Heat Conduction Method in Spray cooling)

  • 김영찬
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권10호
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    • pp.653-658
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    • 2016
  • 본 연구에서는 비정상 열전도 역산문제의 해석이 가능한 프로그램을 이용하여 온도측정의 시간간격, 측정위치가 분무냉각 열유속의 측정결과에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. CHF 부근에서는 온도측정의 시간간격이 커질수록 비정상 열전도 역산법을 이용하여 계산한 열유속은 점차 감소하고 있음을 알 수 있었다. CHF 부근에서는 열유속이 매우 빠르게 변화하기 때문에 시간간격을 일정 값 이하로 작게 측정하여 열유속을 계산하는 것이 매우 중요할 것으로 판단된다. 온도측정위치는 비정상 열전도 역산법을 이용한 CHF 부근의 계산결과에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 파악되었다. 실험결과로부터 CHF 과열도는 열전대의 측정위치가 전열면 표면에 가까울수록 약간 고온으로 이동하는 경향이 있음을 알 수 있었다.

핫프레스포밍용 주조, 단조 금형에 대한 시간과 압력에 따른 대류열전달계수의 예측 (The Prediction of Interfacial Heat Transfer Coefficient According to Contact Time and Pressure in Forging and Casting Die Materials for the Hot Press Forming)

  • 김낙현;강충길
    • 소성∙가공
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    • 제19권6호
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    • pp.378-386
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    • 2010
  • Nowadays there has been great interest in using heat treated cast material for press dies due to several advantages like reduction in die production costs. However, in hot press forming processes H13 forged tool steel is mostly used. Cooling performance of dies in hot press forming processes is considered as an important factor of study and also the IHTC parameter between cast material die and sheet metal should be considered as an essential. In the present study, the IHTC was calculated for the sheet metal in the hot press forming process with cast and forged material dies. The temperature measurements were performed for the sheet metal, casting and forged material dies by applying various contact pressure in hot press forming. IHTC was calculated and studied by adopting the inverse heat convection method in DEFORM-2D. Each IHTC was considered as a function of contact time and contact pressure. The experimental data were compared with calculated data obtained from the proposed equation and references.

Establishing non-linear convective heat transfer coefficient

  • Cuculic, Marijana;Malic, Neira Toric;Kozar, Ivica;Tibljas, Aleksandra Deluka
    • Coupled systems mechanics
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    • 제11권2호
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    • pp.107-119
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    • 2022
  • The aim of the work presented in this paper is development of numerical model for prediction of temperature distribution in pavement according to the measured meteorological parameters, with introduction of non-linear heat transfer coefficient which is a function of temerature difference between the air and the pavement. Developed model calculates heat radiated from the pavement back in the air, which is an important part of the heat trasfer process in the open air surfaces. Temperature of the pavement surface, heat radiation together with many meteorological parameters were measured in series during two years in order to validate the model and calibrate model parameters. Special finite element method for temperature heat transfer towards the soil together with the time integration scheme are used to solve the governing equation. It is proved that non-linear heat transfer coefficient, which is a function of time and temperature difference between the air and the pavement, is required to decribe this phenomena. Proposed model includes heat tranfer coefficient callibration for specific climate region, through the iterative inverse procedure.

음향 가진된 충돌 역 확산화염의 화염형상과 열전달 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Flame Appearance and Heat Transfer Characteristics of Acoustically Excited Impinging Inverse Diffusion Flames)

  • 강기중;이기만
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.3647-3653
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    • 2010
  • 본 오디오 스피커로 음향 가진과 비가진 된 충돌 역 확산화염에서 화염의 형상과 열전달 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 가진에 의해 화염은 반응대가 넓어지고 화염 길이는 좀 더 짧아지는 경향을 보이며 충돌판의 정체점에서 열전달 성능인 열유속은 가진에 의해 향상되는 것으로 나타났다. 이러한 가진 효과는 당량비가 높은 과농한 상태 보다 상대적으로 낮은 혼합 상태에서 효과적으로 영향을 미치는 것으로 파악되는데 이는 가진에 의해 주위산화제가 연료 분류로의 유입이 향상되어 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 현상으로 본 연구에서는 당량비가 0.8인 경우 정체점에서 총 열유속이 최대 57% 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구를 통해 가진 연소가 충돌 분류 화염에서 열전달 성능을 향상시키는데 효과적인 방법임을 확인하게 되었다.

난류열전달 증진을 위한 리브형상의 수치최적화 (Numerical Optimization of Rib Shape to Enhance Turbulent Heat Transfer)

  • 김선수;김광용
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.304-308
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    • 2000
  • This paper presents a numerical optimization method to design geometric shape of streamwise periodic ribs mounted on one of the principal walls to enhance turbulent heat transfer in a rectangular channel flow. The golden section method is used for the one dimensional search. The optimization is based on Wavier-Stokes analysis of turbulent forced convection with $k-{\varepsilon}$ turbulence model. The width-to-height ratio of a rib is chosen as a design variable. The object function is defined as an inverse of average Nusselt number. An optimum shape of the rib has been obtained with reasonable computing time.

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LPG 액정분사 방식의 대형 엔진용 피스톤의 온도분포와 열응력 해석 (Temperature Distribution and Thermal Stress Analyses of a Large LPLi Engine Piston)

  • 임문혁;손재율;이부윤
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제28권3호
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    • pp.538-550
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    • 2004
  • The convection heat transfer coefficients on the top surface of a large liquid petroleum liquid injection(LPLi) engine piston with the oil gallery are analyzed by solving an inverse thermal conduction problem. The heat transfer coefficients are numerically found so that the difference between analyzed temperatures from the finite element method and measured temperatures is minimized. Using the resulting heat transfer coefficients as the boundary condition, temperature of a large LPLi engine piston is analyzed. With varying cooling water temperature, temperature, stress, and thermal expansion of the piston are analyzed and evaluated.

확산지배 난류 연소현상에서 역해석을 이용한 CH4/O2의 초기 질량분율 추정에 관한 연구 (Study on Estimations of Initial Mass Fractions of CH4/O2 in Diffusion-Controlled Turbulent Combustion Using Inverse Analysis)

  • 이균호;백승욱
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권7호
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    • pp.679-688
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    • 2010
  • 본 연구에서는 기존의 역열전달 문제(inverse heat transfer problem)와 같이 역해석(inverse analysis)을 통해 미지의 파라미터를 추정(estimation)하는 개념을 복잡한 연소문제에 도입하였다. 기존의 연구에서는 역해석 기법을 연소문제 자체에 보다는 대부분 연소현상을 동반한 복사열전달과 같은 역열전달 문제에 국한해서 적용하고 있기 때문에, 열전달 문제에 한정되어 사용되고 있는 기존의 역해석을 새로운 공학문제에 확장하여 적용함과 동시에 효율적인 연소기 설계 및 최적화 개념을 제시하는데 본 연구의 의의가 있다고 할 수 있다. 이를 위해 실제적으로 많이 사용하고 있는 축대칭 원통형 연소기 내부로 주입되는 메탄($CH_4$)과 산소($O_2$) 성분의 초기 질량분율 값을 연소기 입구 근방에서 측정한 개스의 온도 데이터를 이용하여 역추정하였다. 이때, 복잡한 확산지배 연소 현상을 효율적으로 역해석하기 위해 최적화 방법 중의 하나인 반발 입자 군집 최적화 방법을 역해석 기법으로 적용하였다.

핵연료 봉다발내 비틀린 혼합날개의 형상최적설계 (Shape Optimization of A Twist Mixing Vane in Nuclear Fuel Assembly)

  • 정상호;김광용
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.7-13
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    • 2009
  • The purposes of present work are to analyze the convective heat transfer with three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis, and to optimize shape of the mixing vane using the analysis results. Response surface method is employed as an optimization technique. The objective function is defined as a combination of inverse of heat transfer rate and friction loss. Two bend angles of mixing vane are selected as design variables. Thermal-hydraulic performances have been discussed and optimum shape has been obtained as a function of weighting factor in the objective function. The results show that the optimized geometry improves the heat transfer performance far downstream of the mixing vane.

핵연료 봉다발내 Y 혼합날개의 형상최적설계 (SHAPE OPTIMIZATION OF A Y-MIXING VANE IN NUCLEAR FUEL ASSEMBLY)

  • 정상호;김광용;김강훈;박성규
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.1-8
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    • 2009
  • The purposes of present work are to analyze the convective heat transfer with three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis, and to optimize shape of the mixing vane taken tolerance into consideration by using the analysis results. Response surface method is employed as an optimization technique. The objective function is defined as a combination of heat transfer rate and inverse of pressure drop. Two bend angles of mixing vane are selected as design variables. Thermal-hydraulic performances have been discussed and optimum shape has been obtained as a function of weighting factor in the objective function. The results show that the optimized geometry improves the heat transfer performance far downstream of the mixing vane.