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문제 정의
- 이를 통해 발열 전장 품에 대한 적절한 배치 구조의 검토와 승무원실의 국 소적 과다 온도 상승을 규제하는 냉기 흐름의 개선 방안을 찾고자 하였다. 또한 인체 발열 해석을 수행 하여 도출되는 PMV(Predicted Mean Vote, 쾌적성 지수) 지수의 평가를 통해 전투원의 체감하는 쾌적성 정도를 예측하고자 하였다. 이를 위해 해석 방법 및 결과에 대한 검증 차원에서 K1A1 전차의 내부 온도 장 계산을 수행한 뒤 시험 결과와의 비교를 통해 해석 과정 및 방법에 대한 신뢰도를 확인하였으며 이를 토대로 미래형 전차에 대한 해석을 수행하여 승무원 실 온도 상승을 저감시킬 수 있는 개선안 및 설계 옵 션 (Option)을 도출하였다.
- 본 연구에서는 미래형 전차 승무원실의 열유동 해 석을 수행하였으며 이를 통해 온도 상승에 따른 열적 취약부위를 규명하고자 하였다. 이를 통해 발열 전장 품에 대한 적절한 배치 구조의 검토와 승무원실의 국 소적 과다 온도 상승을 규제하는 냉기 흐름의 개선 방안을 찾고자 하였다.
- 본 연구에서는 미래형 전차 승무원실의 열유동 해 석을 수행하였으며 이를 통해 온도 상승에 따른 열적 취약부위를 규명하고자 하였다. 이를 통해 발열 전장 품에 대한 적절한 배치 구조의 검토와 승무원실의 국 소적 과다 온도 상승을 규제하는 냉기 흐름의 개선 방안을 찾고자 하였다. 또한 인체 발열 해석을 수행 하여 도출되는 PMV(Predicted Mean Vote, 쾌적성 지수) 지수의 평가를 통해 전투원의 체감하는 쾌적성 정도를 예측하고자 하였다.
가설 설정
- PMV 지수 계산을 위한 변수로서 의복지수⑸는 전 투복에 대한 상세 정보가 없어 긴 소매를 입었을 때의 값인 0.5로 설정하였으며, 승무원실의 습도는 다소 건조하다고 가정하여 50%로 설정하였다. 활동 지수回 의 경우 전투시 의자에서 착석한 상태로 가정하여 1.
- 냉기 덕트의 설계 유량은 180m3/h이며 엔진룸 격벽은 온도 시험 결 과로부터 획득한 발열량 조건으로 계산하였다. 내부 전장품의 발열 조건(W)은 각 전장품의 온도 시험 결과를 통해 열유속량(Heat flux)을 계산하고 표면적을 통해 Total 발열량을 예측하여 계산 조건으로 설정할 수 있지만 본 연구에서는 그림 3과 같이 각 전장품에 대해 제작사가 제시하는 부하용량에 대해서 효율을 80%로 가정하고 발열량 조건을 설정하였으며 전장품 전체 발열량은 총 2, 430W이다.
- 포탑 승무원실 전체를 해석 제어 체적(Control Volume)으로 하여 583만개의 격자를 분포시켰으며, 난류 모델은 발열 전장품에 의해서 발생되는 자연대류 현상및 냉기 덕 트에서 분사되는 흐름에 의한 강제대류 현상을 적절 히 해석하기 위해서 GPC k-e 난류 모델図을 사용하였다. 외기 및 외벽면 조건은 전차 외부 온도를 43℃ 로 적용하였고 수평 평판에서 대기로의 자연대류를 가정할 때 일반적으로 적용되는 값인 5W/mK[2]> 벽 면 대류 열전달 계수로 가정하였다. 냉기 덕트의 설계 유량은 180m3/h이며 엔진룸 격벽은 온도 시험 결 과로부터 획득한 발열량 조건으로 계산하였다.
- 순간 구동 전장품의 경우는 전체 운용 시간에 대한 비율의 조건으로 계산을 수행하였다. 표 2에서 입구 위치에서의 유입 공기부 유량은 총 180m3/h, 온도는 23℃이며 알루미늄 덕트 튜브는 실제 단열재가 감싸 고 있음을 감안하여 단열 조건으로 가정하였다.
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