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다공성 수직 벽이 풍속의 저감에 미치는 영향에 대한 수치 해석적 연구
박서원(Seo Won Park),정회범(Hoi Beom Jung),전병진(Byoung Jin Jeon),최형권(Hyoung Gwon Choi),이명호(Myeong Ho Lee) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集B Vol.44 No.8
본 논문에서는 다공성을 가지는 수직형 방풍 펜스의 바람 저감 효과를 수치 해석적으로 분석하였다. 수치 해석에는 비정렬 격자계를 사용하여 비압축성 2차원 k-e 난류 모델을 사용하였고, 여러 다공률을 가지는 세 가지 높이의 펜스에 대한 유동장을 분석하였다. 본 연구에서 고려한 세 가지 높이의 펜스의 경우 다공률 약 40%일 때 펜스 높이의 1/2지점을 따라 흐르는 주유동 방향의 속도는 다공률의 임계값에서 입구 속도보다 약 6배 정도 작다는 것을 확인하였다. 또한, 속도가 감소되는 영역은 펜스 높이의 20배 정도로 나타났다. In this study, the effect of a vertical porous fence on wind speed reduction was numerically investigated. The numerical simulations were conducted based on the two-dimensional equation of turbulent flow. Unstructured grid was employed to solve the flow field using the k-e model for three fence heights of several porosities. It was found that the streamwise wind speed behind along the half height of the fence is about six times smaller than that of inlet velocity at the critical value of porosity. which is around 40 for the three heights considered. The reduction in wind speed was found to be approximately twenty times that in the fence height.
박서원(Seo Won Park),김명수(Myoung Soo Kim),전병진(Byoung Jin Jeon),최형권(Hyoung Gwon Choi) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集B Vol.40 No.9
본 연구에서는 캡슐형 빙축열시스템에 적용되는 다양한 형상들을 가지는 아이스 볼에 대한 복합열전달 해석들을 수행하였다. 형상은 구 형상과 열전달 표면적을 넓힐 수 있도록 설계한 3가지 다른 형상을 포함하여 총 4가지 형상을 고려하였다. 볼 주위의 유동은 레이놀즈 수 300의 층류 유동으로, 볼 외부와 내부의 강제대류 및 자연대류를 고려하여 시뮬레이션을 수행하였다. 상용해석 코드인 ANSYS- FLUENT를 사용하여 비정상 열유동 해석을 수행하였다. 볼의 형상이 열전달에 미치는 영향을 고찰하여, Bone, Dimple, Hole, Sphere 형태 순으로 열전달 효율이 좋음을 확인하였다. 전체해석 기간 동안에 캡슐 내부 유체의 평균온도 차이는 최대 0.9℃정도였다. 대용량 시스템의 경우 축열조 내에 30만개 이상의 캡슐이 들어가므로 캡슐 형상이 시스템 효율에 미치는 영향이 중요함을 확인하였다. In this study, numerical simulations were conducted for conjugate heat transfer around ice balls in an encapsulated ice thermal storage system. Four shapes of ice balls were modeled; the default one was a sphere, and the other three shapes were designed to enhance convective heat transfer through the ball surface. The flow around the ball was laminar, for which the Reynolds number was 300, and both forced and natural convections inside and outside the balls were considered. The simulations revealed that the magnitude of convective heat transfer for the different shapes decreased in the following order: bone, dimple, hole, and sphere. For the entire simulation, the maximum difference in the average temperatures of water inside the capsules was found to be 0.9℃. Therefore, it can be said that the effect of ice-ball shape on the performance of the ice thermal storage system is significant, considering that more than 0.3 million balls are used in this system.