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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박정선
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수16
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다공성 소재의 정확한 열 특성을 분석하기 위해서는 다공성 소재 내의 유체의 열 특성 고려를 필요로 한다. 다공성 소재의 유효 열전도율을 정의하는 연구는 꾸준히 진행되고 있으며, 정확한 유효 열전도율 예측을 위한 모델들이 제시되고 있다. 제시된 모델들은 고체-유체 복합재인 단열재의 고체의 부피율과 고체, 유체 열전도율 비로 정의된다. 이에 따라 본 논문에서는 먼저 일반적으로 사용되고 있는 몇 가지 고체-유체 복합재의 유효 열전도율 예측 모델들을 정리하였다. 유효 열전도율 예측 모델은 준 이론 모델(Semi-theoretical model)모델과 경험적 모델(Empirical model)로 나뉜다. 준 이론 모델에는 고체를 분산된 구로 가정해 유효 열전도율을 예측하는 Maxwell 모델, Rayleigh 모델, Modified Rayleigh 모델이 있으며, 경험적 모델에는 Kunii - Smith 모델, Zehner - Schlunder 모델이 있다. 본 논문에서는 기존 유효 열전도율 예측 이론들이 가지는 단점을 보안하고, 유효 열전도율 예측 결과의 신뢰도를 높이기 위한 새로운 유효 열전도율 예측 모델을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 유효 열전도율 예측 모델은 고체-유체 복합재의 고체의 부피율을 필요로 하며, 고체와 유체의 열전도율의 차이가 클 경우에도 정확도 높은 유효 열전도율을 예측할 수 있다는 장점을 가진다.
본 논문에서 제안한 유효 열전도율 예측 모델을 열전달 해석에 적용하기 위해서 먼저 예측 정확도 검증이 선행되어야 하므로, 고체와 유체의 열전도율과 고체의 부피율에 따른 유효 열전도율 실험 결과 값을 이용하여 정확도 비교를 수행하였다. 이러한 검증 이후 다공성 소재를 포함한 복합재 구조물에 대하여 과도 열전달 해석을 수행하였다. 열전달 해석에 사용된 복합재 구조물은 다공성 소재의 단열재를 포함하기 때문에 정확한 해석을 위해서는 단열재 내의 공기의 열 특성 고려가 필요하다. 따라서 제안된 유효 열전도율 모델을 적용하여 열전달 해석을 수행하였으며, 실제 열전달 실험 결과와 기존 유효 열전도율 예측 모델 및 새로 제안한 모델을 적용한 해석결과를 비교 평가하였다.
본 논문에서 제안한 유효 열전도율 예측 모델을 열전달 해석에 적용하기 위해서 먼저 예측 정확도 검증이 선행되어야 하므로, 고체와 유체의 열전도율과 고체의 부피율에 따른 유효 열전도율 실험 결과 값을 이용하여 정확도 비교를 수행하였다. 이러한 검증 이후 다공성 소재를 포함한 복합재 구조물에 대하여 과도 열전달 해석을 수행하였다. 열전달 해석에 사용된 복합재 구조물은 다공성 소재의 단열재를 포함하기 때문에 정확한 해석을 위해서는 단열재 내의 공기의 열 특성 고려가 필요하다. 따라서 제안된 유효 열전도율 모델을 적용하여 열전달 해석을 수행하였으며, 실제 열전달 실험 결과와 기존 유효 열전도율 예측 모델 및 새로 제안한 모델을 적용한 해석결과를 비교 평가하였다.
목차
요 약 i목 차 iii그 림 목 록 v표 목 록 vii기 호 목 록 ix제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 연구 방법 2제 2 장 다공성 소재의 유효 열전도율 이론 4제 3 장 유효 열전도율 예측 모델 제안 9제 4 장 유한요소 열전달 이론 16제 5 장 다공성 소재를 포함한 복합재 구조물 유한요소 모델링 205.1 단열 열방어구조의 형상 및 제원 205.2 재료 물성의 회귀 모델 정의 225.3 다공성 소재의 단열재 재료 물성 255.4 단열 열방어구조의 유한요소 모델링 28제 6 장 복합재 구조물의 열전달 해석 32제 7 장 결 론 36참고문헌 37Summary 40감사의 글 41
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