• Smart Structures and Systems
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• 제25권1호
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• pp.23-35
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• 2020

It is important to take into account the thermal behavior in assessing the structural condition of bridges. An effective method of studying the temperature effect of long-span bridges is numerical simulation based on the solar radiation models. This study aims to develop a time-varying solar radiation model which can consider the real-time weather changes, such as a cloud cover. A statistical analysis of the long-term monitoring data is first performed, especially on the temperature data between the south and north anchors of the bridge, to confirm that temperature difference can be used to describe real-time weather changes. Second, a defect in the traditional solar radiation model is detected in the temperature field simulation, whereby the value of the turbidity coefficient t_u is subjective and cannot be used to describe the weather changes in real-time. Therefore, a new solar radiation model with modified turbidity coefficient γ is first established on the temperature difference between the south and north anchors. Third, the temperature data of several days are selected for model validation, with the results showing that the simulated temperature distribution is in good agreement with the measured temperature, while the calculated results by the traditional model had minor errors because the turbidity coefficient t_u is uncertainty. In addition, the vertical and transverse temperature gradient of a typical cross-section and the temperature distribution of the tower are also studied.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제20권4호
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• pp.309-332
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• 2016

Finite element method has been applied to solve the fundamental governing equations of natural convective, electrically conducting, incompressible fluid flow past an infinite vertical plate surrounded by porous medium in presence of thermal radiation, viscous dissipation, Soret and Dufour effects. In this research work, the results of coupled partial differential equations are found numerically by applying finite element technique. The sway of significant parameters such as Soret number, Dufour number, Grashof number for heat and mass transfer, Magnetic field parameter, Thermal radiation parameter, Permeability parameter on velocity, temperature and concentration evaluations in the boundary layer region are examined in detail and the results are shown in graphically. Furthermore, the effect of these parameters on local skin friction coefficient, local Nusselt number and Sherwood numbers is also investigated. A very good agreement is noticed between the present results and previous published works in some limiting cases.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.199-204
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• 1999

Three dimensional numerical analysis for the turbulent reactive flow and radiative heat transfer in the walking beam type of a reheat furnace in POSCO has been carried out by the industrial code FLUENT. Computations an based on the conservation equations of mass, momentum, energy and species with the $k-{\varepsilon}$ turbulence model and mixture fraction/PDF(Probability Density Function) approach for the combustion rate. Radiative heat transfer is computed by the discrete ordinates radiation model in combination with the weighted-sum-of-gray-gas model for the absorption coefficient of gas medium. The predicted temperture distribution in the reheat furnace and energy flow fractions are in reasonable agreement with the measurement data.

• 태양에너지
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• 제15권3호
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• pp.91-103
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• 1995

튜브 내의 입구영역에서 대류와 비회복사(mon-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달 특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라 하였고, 유동은 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 층류 유동으로 가정하였다. 복사전달방정식을 풀기 편하게 하기 위해 P-1 근사법이 사용되었고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray sbsorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달 특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 경우의 뉴셀트수를 속도장은 완전히 발달되어 있고 온도장만 발달하는 경우의 뉴셀트 수와 비교하였다. 또한, 가스의 성분조성이 대류와 비회복사 뉴셀트수에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.302-310
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• 2008

진공 챔버 내부에서 열접촉된 시료가열장치와 시료 사이의 열전달 현상을 고찰하였다. 열전달은 가스 유량과 기체 압력에 따른 대류현상, 시료와 접촉하는 기판가열장치의 표면 거칠기 및 접촉압력에 따른 전도현상, 기판가열장치의 표면 방사율에 따른 복사현상으로 나누어 푸리에 식과 슈테판-볼츠만 식을 이용하여 열흐름 값을 분석하였다. 실험은 시료가열장치의 온도를 $100\;-\;500^{\circ}C$ 사이에서 일정하게 유지하면서 300 mTorr - 1 Torr 사이의 압력에 따른 시료의 온도를 측정하고, 푸리에 식과 슈테판-볼츠만 식을 이용하여 열흐름 값을 계산하였다. 열흐름 값의 산출에 사용된 푸리에 계수의 정확성을 확인하기 위해, 역으로 열흐름 값으로부터 온도차를 구하는 방법을 사용하였으며 0.33 % 오차 내에서 재현됨을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권4호
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• pp.294-301
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• 2018

겨울철에 열손실을 줄이기 위해 많은 온실에서 보온커튼을 사용하고 있다. 그러나 적절한 보온커튼을 선택할 때 판단 자료로 활용할 수 있는 명확한 기준이 없는 실정이며 이를 위해서는 보온재의 보온 특성에 대한 정량적인 값이 필요하다. 본 연구에서는 BES를 사용하여 보온커튼의 관류열전달계수를 산정하는 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 일중 및 이중 PE필름 피복에 대한 관류열전달계수의 실험값을 사용하여 시뮬레이션 결과를 검증하였다. 검증된 모델을 사용하여 문헌에서 제시된 각종 열적 특성을 가진 보온커튼에 대한 관류열전달계수를 산정하고 비교분석하였다. 개발된 시뮬레이션 모델은 다양한 보온커튼의 관류열전달계수를 산정하는 데 활용될 수 있을 것이며, 제시된 관류열전달계수는 보온커튼의 성능을 정량적으로 비교하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제33권2호
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• pp.41-47
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• 2015

본 연구는 온실용 피복재 및 보온재의 조합에 대한 시뮬레이션 해석모델을 개발하여 관류열전달계수를 산정하고 측정된 결과와 비교하여 타당성을 평가하기 위해 수행되었으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 유리이중피복의 경우 이중피복 사이의 공기층이 두꺼워짐에 따라 관류열전달계수가 서서히 작아져서 공기층 두께가 25 mm 이상이 되면 관류열전달계수의 변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 또한 온도차가 증가함에 따라 관류열전달계수도 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 두 플라스틱 피복재 사이에는 대류에 의한 열전달이 활발하게 일어나기 때문에 비정상 유동에 의한 열전달이 발생하고 이로 인해 온도분포도 비선형적으로 변하는 것으로 사료된다. 플라스틱 피복재 및 보온재들의 간격이 50~200 mm범위에서 변화할 때에 피복재의 간격은 관류열전달계수 큰 영향을 미치지 않는다는 사실을 확인할 수 있었다. 천공복사를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우 모두 핫박스의 내외부 온도차가 $30^{\circ}C$인 조건에 대해서는 수치해석결과와 실험결과가 대체로 잘 일치하였다. 따라서 핫박스의 내외부 온도차가 $30^{\circ}C$ 이상인 조건에서 수치해석을 통해 관류열전달계수를 산정한다면 신뢰성 있는 값을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제14권2호
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• pp.103-113
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• 2022

On the basis of fabrication, the utilization of nano material in numerous industrial and technological system, obtained the utmost significance in current decade. Therefore, the current investigation presents a theoretical disposition regarding the flow of electric conducting Williamson nanoliquid over a stretchable surface in the presence of the motile microorganism. The impact of thermal radiation and magnetic parameter are incorporated in the energy equation. The concentration field is modified by adding the influence of chemical reaction. Moreover, the splendid features of nanofluid are displayed by utilizing the thermophoresis and Brownian motion aspects. Compatible similarity transformation is imposed on the equations governing the problem to derive the dimensionless ordinary differential equations. The Homotopy analysis method has been implemented to find the analytic solution of the obtained differential equations. The implications of specific parameters on profiles of velocity, temperature, concentration and motile microorganism density are investigated graphically. Moreover, coefficient of skin friction, Nusselt number, Sherwood number and density of motile number are clarified in tabular forms. It is revealed that thermal radiation, thermophoresis and Brownian motion parameters are very effective for improvement of heat transfer. The reported investigation can be used in improving the heat transfer appliances and systems of solar energy.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권1호
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• pp.9-19
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• 2020

대류열전달은 겨울철 온실 열손실의 중요한 원인이 되며, 일반적으로 복사열에 의한 손실보다 더 크다. 스크린의 대류열전달계수를 자연상태에서 측정한 연구가 수행된 바는 있지만 상하면의 재질이 동일하고 공극이 없는 스크린에 대해서는 적용을 할 수 없는 방법이다. 이러한 재질의 스크린은 한국에서 많이 사용되고 있으나 대류열전달 특성을 파악하는데 많은 어려움이 있는 실정이다. 본 연구에서는 공극이 없는 3가지 종류의 스크린에 대해 대류열전달계수를 구하였으며, 계수를 산정하기 위하여 복사열수지 이론에 근거하여 산정방법을 개발하였다. 실험장치에 스크린을 설치하고 일사량, 장파복사량, 대기온도, 스크린 및 흑색천의 표면온도, 풍속 등을 측정하였다. 스크린의 표면온도와 주변온도의 차이에 따른 대류열전달계수를 산정하였다. 풍속이 거의 없는 상태에서 온도의 차이가 증가함에 따라 계수는 감소하는 것으로 나타났다.

• 설비공학논문집
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• 제16권10호
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• pp.942-951
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• 2004

This paper presents the results of a theoretical study of the effect of radiation during free convective laminar film boiling for methanol/water binary mixtures on an isothermal vertical wall at atmospheric pressure. With the well-known boundary layer theory as a basis, a theoretical model has been formulated into consideration for mass diffusion at liquid phase. The equations are numerically solved by a similarity method to investigate the effects of radiation emissivity on the surface with various parameters such as wall superheat and composition of more volatile component at liquid phase far from the wall. From the results, the distributions of the physical quantifies are investigated in both phases. New correlations are proposed to predict the heat transfer coefficient of binary mixtures. It is shown that the proposed correlations are in good agreement with numerical results and with Bromley's correlation within maximum $11\%$ errors. It is also found that as the wall superheat is increased, radiation effect becomes more important.