• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
• /
• pp.2652-2657
• /
• 2008

An analytical study was carried out on the flow resistance of tree-shaped channel flow architectures, based on the principle of the constructal law of evolutionary increase of flow access through the generation of better flowing configurations with two diameters in the square domain. Two types of tree-shaped configurations are optimized. The minimized global flow resistance decreases definitely as the system size, N, increases. And the best channel configurations among the first construct and second construct as a result of regarding pressure drop was selected. We also show that the freedom to morph the design and to increase its performance can be enhanced by using tree-tree configurations with $2^{nd}$ construct when N is greater than 18.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 2011

본 연구에서는 3 차원 전산 열유동해석을 통하여 형상법칙에 근거하여 개발된 냉각판의 열수력학적인 특성을 분석하였다. 서펜타인 형상을 포함하여 최적화, 최적화되지 않은 1, 2 차 형상 총 5 개 형상을 대상으로 동일한 구속조건을 부여함으로써 유동저항, 열저항 및 분지유로에서의 유동균일도를 상호 비교함으로써 냉각판의 성능평가를 수행하였다. 그 결과, 최적화된 1, 2 차 형상 구조가 최적화되지 않은 경우와 비교하여 훨씬 적은 압력손실을 나타내었으며, 압력손실을 기준으로 최적화된 2 차 형상 구조가 가장 우수한 유동 구조를 나타내었다. 또한, 최적화된 1, 2 차 형상구조의 열저항 및 유동 분배성능도 기존에 사용되는 유로형상과 비교하여 모두 우수한 성능을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2011

트리구조의 채널형태를 갖는 정방형 냉각판을 대상으로 형상법칙에 근거하여 유동저항이 최소화된 채널구조를 해석적인 방법으로 도출하였다. 두 가지(1차, 2차 형상)의 트리구조에 대해서 유동저항최적화를 수행한 결과, 시스템 크기가 증가할수록 최소화된 무차원 유동저항은 전반적으로 감소하는 경향을 보였다. 또한, 1차, 2차 형상모델 중 압력강하를 기준으로 성능을 판단할 경우, 시스템 크기가 $18^2$ 보다 큰 경우에는 1차 형상보다는 2차 형상이 우수한 결과를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권12호
• /
• pp.1325-1333
• /
• 2011

해석적, 수치해석적, 실험적인 방법을 통하여 반원형상의 채널로 구성된 냉각판의 열수력학적인 특성을 고찰하였다. 본 연구에서는 레이놀즈 수 30-2000, 그에 따른 냉각판의 압력손실 30-105 Pa 의 구간에서 수행되었으며, 냉각채널 부피비 0.04, 시스템 크기 $10{\times}10$, $20{\times}20$ 및 $50{\times}50$ 각각에 대하여 최적화 및 최적화되지 않은 1, 2, 3 차 형상 6 개가 포함되었다. 해석적 방법으로 설계된 혈관구조 설계를 검증하기 위하여 3 차원 수치해석이 수행되었으며, 실험을 통하여 수치해석모델에 대한 타당성이 검증되었고, 전 범위에 걸쳐서 수치해석 및 실험결과가 비교적 잘 일치된 경향을 나타내었다. 또한, 최적화된 냉각판의 유동저항 및 열저항 모두 최적화되지 않은 냉각판에 비하여 뚜렷하게 작게 나타났으며, 제시된 수치해석 모델 역시 모두 냉각판의 성능예측에 유용한 도구임이 확인되었다.