강제 대류를 통한 열 열소산 구조물의 구조최적설계 (Structural Optimization of Heat Dissipating Structure)

서지정보

· 발행기관 : 한국추진공학회
· 수록지 정보 : 한국추진공학회지 / 13권 / 1호 / 51 ~ 57페이지
· 저자명 : 윤길호, 강남철

초록

이 연구 논문에서는 위상최적화 방법을 사용하여 강제대류를 이용한 열소산하는 구조물을 디자인 하는 방법을 개발한다. 전기 부품이나 기계구조물에서 발생하는 열을 낮추기 위해서 자연대류와 강제 대류를 자주 사용고 있다. 또한 현재에는 화학전지나 로켓의 추진기관 등에서 발생한 열을 낮추기 위해서 강제 대류를 사용하고 있다. 현재에 이런 시스템을 효과적으로 열을 소산시키기 위해서 유동의 채널을 설계하는 것이 아주 중요한 이슈로 다루어지고 있다. 그래서, 이 논문에서는 위상최적화란 기법을 사용하여 최적의 채널을 설계하는 연구를 수행한다. 대류 현상을 고려하기 위해서 비압축성 유체를 해석을 수행하였다. 이 논문에서는 열과 유체가 연성이 되어 있는 시스템을 수치적으로 연구하고 최적의 유체 흐름을 설계하는 최적의 채널을 설계한다.

영어초록

In this study, a new topology optimization method is developed to analyze the heat-dissipating structure with forced convection. To cool down electrical devices or mechanical machines, two types of convection models have been widely used: natural convection model with a large Archimedes number and forced convection with a small Archimedes number. In these days, lots of engineering application areas such as electrochemical conversion devices or rocket propulsion adopt the forced convection to transfer generated heat. Therefore, to our knowledge, it becomes an important issue to design flow channels inside which generated heat transfer. Thus, this paper studies optimal topological designs considering fluid-heat interactions. To consider the effect of the advection in the heat transfer problem, the incompressible Navier-stokes equation is solved. This paper numerically studies the coupling phenomena and presents optimal channel design considering forced convection.

참고자료

· 없음