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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최형권
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2014
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자동차용 오일쿨러는 오일이 변속기 내부를 흐르면서 마찰이나 점성에 의해 온도가 올라가는 것을 방지하는 장치이다. 오일의 온도가 상승하게 되면 밀도나 점성과 같은 물성이 변해 오일의 빠른 열화를 가져오게 되며, 변속기 내부에서 빠르게 흐르면서 공동화 현상이 발생하여 변속기에 무리를 주게 된다.
자동차용 오일쿨러는 열전달 성능향상을 위하여 내부에 휜이 설치되는데, 다양한 형태를 가지는 휜이 개발되고 있다. 그중 오프셋 스트립 휜은 경계층을 주기적으로 파괴하여 열전달 성능을 향상시키게 된다. 컴퓨터 성능의 발달로 오일쿨러의 열전달 특성과 유동특성은 해석을 통해서 많이 이루어지고 있다. 하지만 복잡한 휜 구조물은 격자수 증가를 초래하여, 많은 자원을 필요로 해 해석하기 어렵고 신뢰도 높은 수치해석 결과를 얻기 힘든 경우가 많았다. 이런 이유로 대부분의 연구는 휜을 직접적으로 모사하지 않고 다공성 매질로 모사하여 해석하는 실정이다.
본 연구에서는 복잡한 오프셋 스트립 휜의 형상을 실제의 형상과 같이 모델링하여 수치해석을 진행하였다. 다공성 매질 해석기법을 사용하거나 경험식을 사용한 열교환기의 다양한 열적 설계 기법을 적용하지 않고 열전달 성능을 직접 수치해석 하였다. 수치해석에는 Star-CCM+를 사용하여 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다
오일쿨러의 유량변화에 따른 열전달 량을 수치 해석하여 실험값의 비교하였다. 열전달 량은 전 영역에서 5%이내의 결과를 도출하였으며, 오일의 유량이 증가함에 따라 오일쿨러의 열전달 량이 증가하였다. 하지만, 일정한 유량이 되면 더 이상 증가하지 못하고, 열전달 량은 정체되어 포화상태에 이르게 된다. 본 연구에서 사용한 오일쿨러에서 오프셋-스트립 휜은 열전달성능을 약 75%정도 증가시킨다.
자동차용 오일쿨러는 열전달 성능향상을 위하여 내부에 휜이 설치되는데, 다양한 형태를 가지는 휜이 개발되고 있다. 그중 오프셋 스트립 휜은 경계층을 주기적으로 파괴하여 열전달 성능을 향상시키게 된다. 컴퓨터 성능의 발달로 오일쿨러의 열전달 특성과 유동특성은 해석을 통해서 많이 이루어지고 있다. 하지만 복잡한 휜 구조물은 격자수 증가를 초래하여, 많은 자원을 필요로 해 해석하기 어렵고 신뢰도 높은 수치해석 결과를 얻기 힘든 경우가 많았다. 이런 이유로 대부분의 연구는 휜을 직접적으로 모사하지 않고 다공성 매질로 모사하여 해석하는 실정이다.
본 연구에서는 복잡한 오프셋 스트립 휜의 형상을 실제의 형상과 같이 모델링하여 수치해석을 진행하였다. 다공성 매질 해석기법을 사용하거나 경험식을 사용한 열교환기의 다양한 열적 설계 기법을 적용하지 않고 열전달 성능을 직접 수치해석 하였다. 수치해석에는 Star-CCM+를 사용하여 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다
오일쿨러의 유량변화에 따른 열전달 량을 수치 해석하여 실험값의 비교하였다. 열전달 량은 전 영역에서 5%이내의 결과를 도출하였으며, 오일의 유량이 증가함에 따라 오일쿨러의 열전달 량이 증가하였다. 하지만, 일정한 유량이 되면 더 이상 증가하지 못하고, 열전달 량은 정체되어 포화상태에 이르게 된다. 본 연구에서 사용한 오일쿨러에서 오프셋-스트립 휜은 열전달성능을 약 75%정도 증가시킨다.
목차
I. 서 론 1II. 해석 모델 31. 해석 모델 3III. 수치해석 61. 지배방정식 62. 라디에이터 유동해석 83. 라디에이터-오일쿨러의 복합열전달 해석 11IV. 수치해석 결과 151. 실험결과 152. 고찰 18V. 결 론 20참고문헌 21영문초록(Abstract) 22감사의글
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