• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제15권4호
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• pp.388-395
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• 1986

Numerical solutions of two-dimensional, steady, and natural are investigated in a confined rectangular cavity with porous media. The saturated fluid is bounded by two isothermal vertical walls at different temperatures and two adiabatic horizontal walls. Governing equations are numerically solved by finite difference method with the up wind scheme. Distributions of streamline and temperature we. predicted for aspect ratios ranging from 0.1 to 1.0, Rayleigh numbers 50 to $10^4$, and tilt angles $0^{\circ}\;to\;60^{\circ}$. Representative plots of temperature and velocity field according to tilt angle are presented. The effects of aspect ratio, Rayleigh number, and tilt angle on local and average Nusselt numbers are obtained. The optimum conditions for maximum Nusselt number are also presented with tilt angles.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제21권2호
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• pp.89-107
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• 2017

In this paper, we have proposed a modified Marker-And-Cell (MAC) method to investigate the problem of an unsteady 2-D incompressible flow with heat and mass transfer at low, moderate, and high Reynolds numbers with no-slip and slip boundary conditions. We have used this method to solve the governing equations along with the boundary conditions and thereby to compute the flow variables, viz. u-velocity, v-velocity, P, T, and C. We have used the staggered grid approach of this method to discretize the governing equations of the problem. A modified MAC algorithm was proposed and used to compute the numerical solutions of the flow variables for Reynolds numbers Re = 10, 500, and 50000 in consonance with low, moderate, and high Reynolds numbers. We have also used appropriate Prandtl (Pr) and Schmidt (Sc) numbers in consistence with relevancy of the physical problem considered. We have executed this modified MAC algorithm with the aid of a computer program developed and run in C compiler. We have also computed numerical solutions of local Nusselt (Nu) and Sherwood (Sh) numbers along the horizontal line through the geometric center at low, moderate, and high Reynolds numbers for fixed Pr = 6.62 and Sc = 340 for two grid systems at time t = 0.0001s. Our numerical solutions for u and v velocities along the vertical and horizontal line through the geometric center of the square cavity for Re = 100 has been compared with benchmark solutions available in the literature and it has been found that they are in good agreement. The present numerical results indicate that, as we move along the horizontal line through the geometric center of the domain, we observed that, the heat and mass transfer decreases up to the geometric center. It, then, increases symmetrically.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.15-20
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• 2015

본 연구의 목적은 전기동력 자동차의 전기-전자 장비들을 효과적으로 냉각시키면서 자체적으로 에너지 소비를 최소화 시킬 수 있는 노력의 일환으로, 단순 열전달 모델을 이용하여 윅이 있는 히트파이프의 열전달 및 유동 특성을 고찰하는 것이다. 이를 위하여 히트파이프는 COMSOL프로그램을 이용하여 해석하였고, 작동유체로 물을 이용하였다. 또한, 히트파이프의 속도 및 온도 특성을 히프파이프 길이에 따라 해석하였고, 국소 및 평균 Nu수를 계산하였다. 결과적으로, 히트파이프의 관성력은 가열면과 냉각면의 온도차에 의하여 발생하였다. 히트파이프내 열전달은 가열면에서 냉각면으로 발생하고 히트파이프 중앙으로 갈수록 증가하였다. 더불어, 가열면의 Nu수는 최대 4.47로 나타났으며, 평균 Nu수는 1.88이고, 냉각면의 Nu수는 최대 0.7로 나타났으며, 평균 Nu수는 0.1이다.

• 수산해양기술연구
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• 제18권1호
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• pp.47-53
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• 1982

본 논문은 비균일대칭성 열Flux인 수직사각 Duct내의 층류조합대류 열전달 효과를 해석하기 위하여 그 유동의 특성 지배 방정식 및 비균일 열Flux의 경계조건을 무차원화 시켜 이를 Galerkin's 방법에 의해 유한요소식으로 정식화하고 이에 대하여 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 대해서 Duct 내의 온도분포, 속도분포 및 Nusselt 수의 값을 계산하였고 온도분포를 열 Flux가 일정 및 없는 경우와 비교하였으며 또 닥트내의 열전달 특성을 R 하(a) 수, 응력구배변수 및 Corner에 따른 변호경향을 조사하였다. 그 결과 1. 본 해석의 경계벽 온도분포 계산치와 유효자료들과의 비교에서 열 Flux가 일정 또는 없는 경우는 그 값이 일치하였다. 2. 닥트내의 온도분포와 Nusselt수의 값은 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 비례하여 증감하였다. 3. Nusselt수는 Corner에서 유속지연에 의한 온도분포의 특성 때문에 그 값이 감소하였으며 최대치는 0.7부근이었다

• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.414-420
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• 1985

본 연구에서 상변화 물질은 얼음과 물을 택하였으며, 시편의 기하학적 형상은 원동형 얼음봉을 사용하였고 온도가 일정한 물속에 수평으로 잠겨진 상태에서 얼음봉 이 융해되는 현상을 가시화하고 이를 관찰하였다. 시편주위에 발생하는 자연대류현 상이 접면효과를 받지 않토록 하기 위하여 물탱크의 크기는 시편직경의 5배 이상으로 하였고 주위물의 온도는 정도가 최대인 4.deg. C 부근을 전후한 최저 2.5.deg. C에서 최고 15.deg. C 까지를 택하였다. 융해현상은 2차원 음영방법으로 가시화하고 사진으로 기록하였다. 융해되는 얼음봉의 형상은 Fourier수와 Stefan수의 곱으로 정의된 무차원시간(.zeta.)을 변수로 하여 나타내었다. 정해진 물의 온도에서 사진으로 기록된 결과를 콤퍼레이터 (comparator)를 이용하여 음영의 변화량을 구하여 각 원주각에서의 국부 Nusselt수와 평균 Nusselt수를 무차원시간에 대하여 구하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.943-950
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• 2014

본 연구는 다양한 위치의 원형 실린더가 존재하는 사각 밀폐계에서 Prandtl 수 변화에 따른 밀폐계 내부의 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. Rayleigh 수가 $10^3$, $10^4$, $10^5$ 그리고 다양한 위치의 내부 원형 실린더에 대해서 Prandtl 수를 0.1, 0.7, 7 로 변화시키며 Prandtl 수의 영향을 분석하였다. 내부 원형 실린더의 위치는 -0.2 에서 0.2 까지 0.1 간격으로 변화시켰다. Prandtl 수의 변화에 따른 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 밀폐계 내부의 온도장과 유동장 및 표면 평균 Nusselt 수의 분포를 바탕으로 분석하였다. Rayleigh 수가 $10^5$ 일 때 내부 실린더의 위치에 상관없이 Prandtl 수가 증가할수록 평균 Nusselt 수는 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.975-982
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• 2014

본 연구는 정육면체 밀폐계 내부에 존재하는 고온의 원형 실린더의 크기 변화에 따른 밀폐계 내부의 3 차원 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서 고려한 Rayleigh 수는 $10^3$부터 $10^5$까지며 Prandtl 수는 0.7 이다. 내부 원형 실린더의 반경은 0.1L 부터 0.4L 범위에서 0.1L 간격으로 변경하였다. 본 연구에서 고려한 모든 Rayleigh 수와 실린더 반경의 범위에서 열유동장은 정상 상태의 특성을 보였다. 내부 원형 실린더의 크기가 증가하여 실린더 표면과 밀폐계 벽면이 가까워 질수록 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수는 증가하였다. 내부 원형 실린더의 크기 변화에 따른 정육면체 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 온도장, 유동장 및 표면 평균 Nusselt 수의 분포를 바탕으로 분석하였다.

• 설비공학논문집
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• 제8권4호
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• pp.561-575
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• 1996

The interaction of turbulent mixed convection and surface radiation in a three-dimensional channel with the heated blocks is analyzed numerically. Two blocks are maintained at high temperature and the other bottom and horizontal walls are insulated. S-4 method is employed to calculate the effect of the radiative heat transfer. The low Reynolds number k-$\varepsilon$ model proposed by Launder and Sharma is used to estimate the turbulent influence on the heat transfer enhancement. From above modeling, the effects of various channel specifications on the flow and heat transfer characteristics are investigated. The variables used for the present study are Reynolds number, block spacing, the channel height spacing for block and the emissivity. Average Nusselt numbers along the block surfaces are correlated and presented in terms of Reynolds number, emissivity and dimensionless geometric parameters. For the range of conditions in this study, average Nusselt numbers along the block surfaces are strongly influenced by the Reynolds numbers and channel height spacing for block but weakly influenced by the block spacing and the emissivity of the adiabatic walls.

• 설비공학논문집
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• 제17권9호
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• pp.830-838
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• 2005

The present study investigated the optimization of the absorption performance of the vertical absorber tube with falling film by considering heat and mass transfer simultaneously. Effects of film Reynolds number, geometric parameters by insert device (spring) and flow pattern on heat and mass transfer performances have been also investigated. Especially, effects of coolant flow rate and the flow pattern by geometric parameters has been observed for the total heat and mass transfer rates through both numerical and experimental studies. Based on both predicted values, the optimal coolant flow rate was predicted as 1.98 L/min. The maximum absorption rate of the spring inserted tube was increased by the maximum of $20.0\%$ than those for uniform film of bare tube. Average Sherwood numbers and Nusselt numbers were increased as Reynolds numbers increased under the dynamic and geometric conditions showing the maximum absorption performance.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.642-647
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• 2001

This study represents numerical analysis on the thermal and fluid flow of the air layer in a solar collector. The boundary conditions was assumed that the top and bottom wall of the air layer have a heating and cooling surface. respectively. and this calculation model have a solid body with a cooling temperature of $20^{\circ}C$. As the results of simulations. the magnitudes of the velocity vectors and isotherms are increased proportionally to the tilt angles. As the tilt angle is increased. the mean Nusselt numbers are increased and the maximum value of the mean Nusselt number was appeared at tilt angle ${\theta}=75^{\circ}$.