• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.395-401
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• 2008

Since metallic foam will increase the performance of heat exchanger, it have caused many researcher's attention recently. Our research base on the model that metallic foams applied to heat exchanger. In this case, there is three kind of heat transfer mechanisms, heat conduction in fibers, heat transfer by conduction in fluid phase, and internal heat change between solid and fluid phases. In this paper we study both the hydraulic and thermal aspect performance. Pressure drop along air flow direction will be presented. As thermal aspect, we first discuss the acceptance of applying thermal equilibrium among the two phases. then to calculate the dimensionless temperature profile, the heat transfer coefficient and Nu number in 14 metallic foams(7 Aluminium foams, 7 FeCrAlY foams). All these discussion is based on the same velocity u=2 m/s.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.16-22
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• 2016

소방공무원의 화상방지를 위해 소방보호복의 개발이 이루어지고 있으나, 보호 성능을 높이기 위해서 소재의 두께가 증가하고, 그럼으로 경량화 달성이 어려워지는 단점이 존재한다. 이를 극복하기 위한 여러 가지 방법 중 Phase Change Material(PCM, 상변화 물질)을 적용한 섬유를 소방보호복 안감에 적용하는 연구가 진행되고 있다. 기존 연구의 경우, 고온노출시 PCM 적용 섬유의 온도 특성에 대한 연구가 일부 있었으나, 화상 발생과의 직접적인 연관성을 살펴볼 수가 없다는 큰 단점이 존재한다. 본 연구에서는 짧은 시간 고열유속 상태의 돌발화염조건에 대해 현재 사용되고 있는 소방보호복 안감에 대한 PCM 적용 여부에 따라 2도 화상 발생 억제 효과를 수치계산을 통해 살펴보았다. 피부의 화상 해석을 위해 생체 열전달 방정식(Bio-heat transfer)을 이용하여 지배방정식을 유도하였으며, 유한차분법(Finite Difference Method)을 활용하여 화상에 대한 예측을 수행하는 수치해석 접근법을 사용하였다. 시간에 따른 온도 및 손상함수 결과 분석을 통해 PCM 소재의 열흡수가 열전달을 지연시키는 효과가 큼을 확인할 수 있었고, 그에 의해 화상발생을 방지하는 매우 유효한 방법임을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.224-232
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• 1999

캡슐형 잠열재를 이용한 열저장 시스템은 바닥 난방 및 건물 난방에서 매우 효과적인 시스템이다. 이러한 시스템 개발에 필수적인 요소가 열유동 매체가 순환하는 파이프 주변의 캡슐내 온도 분포와 열유동 매체의 유량 등이다. 그러므로 본 연구에서는 3차원 비정상 상태에서 Navier-Stokes 방정식, 난류모델을 비롯한 스칼라 보존 방정식을 적용하여 캡슐 블록의 온도 분포 및 파이프 내의 유동장 해석을 수행하였다. 또한 본 연구와 같이 계산 영역이 특별한 기하학적 현상을 형상(circle+square)인 문제 해결하는데 적용할 수 있는 새로운 격자 생성 기술(MBFGE/CCM)을 개발하였다. 격자계는 파이프에서 원형 격자를 이용하였고, 캡슐 블록에서 사각 격자를 이용하여 다중격자와 미세격자를 결합하여 사용하였다. 본 연구의 목적은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 미세 캡슐을 이용한 축열보드에 적용하여 2종류의 열경계 상태에 대하여 속도와 온도분포를 계산하여 비교분석을 하는 것이다. 온도는 축열 보드의 한 쪽면은 대류면이고 다른 한쪽면은 단열면인 경우(Case 2)보다 양면 모두 단열인 경우(Case 1)일 때 더 높게 상승하였다. 온수 파이프 중심선인 Y=0 에 가까운 영역에서 Case 1과 Case 2사이에 축열 보드 내에서 온도 차이는 확연하게 나타났다. 향후 수치해석의 정확도를 높이고 축열 보드의 열전달 현상을 보다 정확히 계산하기 위해서는 위치 및 시간에 따른 정밀한 온도 측정값이 필요하고 특히 잠열재인 미세 캡슐이 상변화를 하므로 온도 변화에 따른 물질의 비열(C$_{p}$)과 열전달율(λ)을 고려한 방정식이 요구된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제38권2호
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• pp.141-150
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• 2021

In the present paper we have investigated the Stoneley wave propagation at the interface of two dissimilar homogeneous nonlocal magneto-thermoelastic media under the effect of hall current applied to multi-dual-phase lag heat transfer. The secular equations of Stoneley waves have been derived by using appropriate boundary conditions. The wave characteristics such as attenuation coefficients, temperature distribution and phase velocity are computed and have been depicted graphically. Effect of nonlocal parameter and hall effect are studied on the attenuation coefficient, phase velocity, temperature distribution change, stress component and displacement component. Also, some particular cases have been discussed from the present study.

• 태양에너지
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• 제10권1호
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• pp.5-13
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• 1990

온도가 일정한 외벽을 열원으로 하는 수직원통형 축열조 내에 채워진 상변화물질의 내향용융 과정에서 자연대류에 의한 열전달현상을 유한차분법을 이용하여 수치해석하였고, 그 결과를 실험을 통하여 검증하였다. 상변화물질로는 용융점온포가 $42.5%^{\circ}C$ n-docosane paraffin($C_{22}H_{46}$)을 사용하였다. 본 연구 결과에서 상변화물질의 용융속도는 액상영역의 자연대류로 인하여 축열조 상부로 갈수록 빠른 것으로 나타났다. 그리고 상변화물질의 초기온도는 액상영역 속도분포에 큰 영향을 주지 않으며, 상변화물질의 초기온도가 낮을수록 용융속도는 늦어지고 축열조의 형상비($H/r_w$)가 커질수록 자연대류는 활발해지는 것으로 나타났다. 이러한 수치해석의 결과는 실험 결과와 잘 일치하였으나, 수치해석시 상변화물질의 용융에 따르는 체적팽창을 고려하지 않았기 때문에 용융이 진행 됨에 따라 오차가 발생하였다.

• 설비공학논문집
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• 제8권4호
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• pp.576-582
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• 1996

This work studies qualitative thermal characteristics of PCM cold storage medium container and its surrounding streams. Experimental parameters are initial PCM temperature and cold water flow rate. A mathematical modeling was establised to estimate temperature distribution and the cooling process. We found that the phase-change temperatures of PCM varies from 6 to $8^{\circ}C$ which is constant for other materials and that the dominant heat transfer resistance is that on the container side taking about 3/4 of the total resistance. The one dimensional mathematical model predicts experimental data quit well.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권9호
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• pp.1166-1174
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• 2000

This work presents a two-dimensional quasi-steady state model to study the fluid flow and heat transfer in high-power density welding process of thin AISI-304 stainless steel plates. The enthalpy method and the finite volume method were used for a numerical analysis of the mushy region phase change as well as the heat flow at the weld pool and the heat-affected zone. The results show that the mushy region distributed around the weld pool becomes wider downstream and the surface heat losses by convection and radiation can be significant factors in welding process especially when a welding speed is relatively low.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.1095-1101
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• 1995

Numerical analysis of vertical solidification process allowing solid-liquid density change is performed by a hybrid method between a winite volume method (FVM) and a finite element method (FEM). The investigation focuses on the influence of solid-liquid density change and cooling rates on the motion of solid-liquid interface, solidified mass fraction, temperatures and thermal stresses in the solid region. Due to the density change of pure aluminium, solid-liquid interface moves more slowly but the solidified mass fraction is larger. The cooling rate of the wall is shown to have a significant influence on the phase change heat transfer and thermal stresses, while the density change has a small influence on the motion of the interface, solidified mass fraction, temperature distributions and thermal stresses. As the cooling rate increases, the thermal stresses become higher at the early stage of a solidification process, but it has small influence on the final stresses as the steady state is reached.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권9호
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• pp.1773-1780
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• 2005

The process of mould design in the foundry industry has been based on the intuition and experience of foundry engineers and designers. To bring the industry to a more scientific basis the design process should be integrated with scientific analysis such as heat transfer. The production by foundry techniques is influenced by the geometry configuration, which affects the solidification conditions and subsequent cooling. Numerical simulation and/or experiments make possible the selection of adequate materials, reducing cycle times and minimizing production costs. The main propose of this work is to study the heat transfer phenomena in the mould considering the phase change of the cast-part. Due to complex geometry of the mould, a block unstructured grid and a generalized curvilinear formulation engaged with the finite volume method is described and applied. Two types of boundary conditions, diffusive and Newtonian, are used and compared. The developed numerical code is tested in real case and the main results are compared with experimental data. The results showed that the solidification time is about 6 seconds for diffusive boundary conditions and 14.8 seconds for Newtonian boundary conditions. The use of the block unstructured grid in combination with a generalized curvilinear formulation works well with the finite volume method and allows the development of more efficient algorithms with better capacity to describe the part contours through a lesser number of elements.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.1264-1274
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• 1994

Heat transfer performance of integral-fin tube which is used in recipro turbo refrigerator or high compact heat exchangers is studied. Eight tubes with trapezoidal shaped integral-fins having fin densities from 748 to 1654 fpm and 10, 30 internal grooves are tested. A plain tube having the same(inner and outer) diameter as the fin tubes is also tested for comparison. Pool boiling heat transfer of R-11 is investigated experimentally and theoretically on single tube arrangement. The refrigerant evaporates at saturation state of 1 bar on the outside tube surface and heat is supplied by not water which circulates inside of the tube. From the result of eight fin tubes and one plain tube tested, a tube having 1299 fpm-30 grooves shows the best performance. A maximum overall heat transfer coefficient of this tube is about 4000 $W/m^{2}K$ at 2.8m/s of water velocity. The maximum heat transfer enhancement (i.e., the ratio of overall heat transfer coefficients of finned to plain tubes)is about 2.1.