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문제 정의
- Jang et al.(5)은 이중창 사이의 간격이 넓어짐에 따라 대류에 의한 열전달이 크게 나타나 이중창 절연 문제에 대한 보완책으로 이중창 중앙에 하나의 유리창을 더 설치한 삼중창과 이 중 창 중간 높이에 스페이서(spacer)를 설치하여 대류유동 강도를 줄이는 방안에 대해 연구하였다. 그들은 실험 및 수치해석 방법을 토대로 하여 다양한 형태의 다중창에 대한 열전달 성능을 분석하였다.
- Misra and Sarkar(7)는 2차원 단면을 갖는 고체벽의 전도와 유체의 대류가 동시에 고려되는 문제를 유한요소법을 이용하여 해석하였다. 각각 다른 벽 두께를 가지는 형상들의 열유동장을 비교하여 벽두께와 전도계수가 복합열전달에 미치는 영향에 대해 연구하였다.
- 본 연구에서는 이전의 연구들을 확장하여 내외 부면 pair-glass 사이에 공기를 주입한 이중창에 대해 유리창의 전도를 무시한 경우와 공기층의 대류와 유리창의 전도를 동시에 고려한 복합열전단음 각각 해석하여 기존 문헌에 존재하는 열전달 상관관계식에서 유도한 열전달율과 수치해석의 결과 값을 서로 비교하였다. 그리고, 유리창의 전도름 무시한 경우와 전도를 고려하였을 때, 이 중창 공기층의 두께 변화에 따른 열전달율을 살펴보고, 열전달율이 최소가 되는 공기층의 최적 두께에 대해 알아보고자 한다.
- 특히, 에너지 손실면에 있어서 창문은 벽체, 지붕과 같은 외부구조에 비해 매우 취약한 부위이므로 에너지절약 측면에서 깊이 고려되어야 할 부분이다. 본 논문에서는 창문을 통하여 손실되는 열에너지의 양과 특성을 알아보기 위해 이중창의 구조를 가지는 창문에 대하여 유리창을 통한 전도는 무시하고 공기층의 대류만을 고려한 열전달 현상과 유리창을 통한 전도와 공기층을 통한 대류를 동시에 고려한 복합열전달 현상을 각각 수치해석 한다
- 본 연구에서는 유리창을 통한 전도를 고려한 경우와 그렇지 않은 두 가지 경우에 대해 공기층의 최적 두께를 수치해석을 통해 알아보고 경험식의 결과와 비교해본다. 경험적인 Nusselt 수와 열전달율은 기존 문헌에 존재하는 밀폐공간에서의 자연 대류에 의한 열전달 관계식을 이용하였다.
가설 설정
- 6x104이다. 유동은 층류, 비압축성 그리고, 2차원 유동이라고 가정하였다.
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