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쉘터의 태양열 복사에 의한 열전달 특성에 관한 연구
A Study on Heat-transfer Characteristics the Shelter by Solar-heat Radiant 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.27 no.2, 2018년, pp.25 - 33  

심동혁 (LIG넥스원) ,  노경호 () ,  박진용 (LIG넥스원) ,  임영택 (국방과학연구소)

초록
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군용 장비 개발 시 운용자가 안정적인 환경에서 운용할 수 있도록 온도조건을 고려하여 설계하여야 한다. 각종 군용 장비를 보관하는 쉘터는 다양한 환경에서 운용되고 있다. 시험장비 및 수리부속품의 저장온도 및 운용 요구조건은 $-32^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C$로 쉘터 내부는 저장온도 및 운용 요구조건을 충족할 수 있도록 설계되어야 한다. 본 연구에서는 MIL-STD-810G의 기준을 고려하여 고온 및 태양열 조건에서 군에서 운용중인 2.5톤의 군용쉘터의 열해석을 수행하였다. 열해석은 열저항 및 열회로개념을 활용하여 적용하였으며 해석결과를 검증하기 위해 실제 제작된 군용쉘터에 대한 태양열 시험을 실시하여 결과를 비교하여 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

When developing military equipment, it should be designed considering the temperature condition so that the operator can operate in a stable environment. The shelter for storing various military equipments is operated in various environments. The storage temperature and operating requirements of the...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 군용쉘터의 판넬 및 프레임구조체의 설계를 바탕으로 모델링을 구현하고 이를 이용하여 전산유체해석(CFD:Computational Fluid Dynamics)기법을 활용한 열해석을 수행하였으며, 실제 제작된 군용쉘터에 대한 태양열 시험을 실시하여 군용쉘터의 열전달 특성을 평가하여 그 결과를 비교, 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전도열전달이란 무엇인가? 전도열전달은 한 물체 또는 완전히 접촉된 고체 물질들의 내부 에너지 변화로서, 물체에 온도차가 있을 때 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 열에너지가 물체를 통하여 이동되는 현상이다. 기본 관계식은 식(1)과 같이 물체의 고유 물성치인 열전도도(k)와 외부에서 인가되는 에너지 및 그에 대해 반응하는 물체의 온도차로서 나타낸다.
운용목적에 따라 군용 쉘터는 어떻게 구분되는가? 현재 군에서 운용하고 있는 대부분의 이동형 군용쉘터는 2-1/2톤 카고 트럭에 쉘터를 탑재하여 운용한다. 군용 쉘터는 정비부대에 편제되어 운용목적에 따라 정비업무가 수행되는 정비밴과 시험장비, 지원장비, 수리부속품, PCB(Printed Circuit Board)등의 전자부품과 기계부품등이 보관되는 수리부속밴으로 구분된다. 운용특성상 대부분 야전환경에서 임무가 수행되기 때문에 혹서기 및 혹한기 등 극한 외부 환경에서도 운용하게 된다.
군용쉘터 외부 표면의 온도 분포에서 최고 온도에 도달하기까지 시간 차이가 발생한 이유는? 시간 차이가 발생하는 원인은 태양열 시험 시 해석의 경계조건과 완전히 일치하도록 통제되지 않았기 때문에 바람에 의한 자연대류와 아스팔트에 의해 태양복사열이 재복사(re-radiation)되어 반사된 열이 쉘터에 영향을 미치면서 해석결과와 차이가 발생한 것으로 판단된다.
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참고문헌 (9)

  1. Im, J. M., Shin, K. B., Kang, K. H., Son, D. H., Park. D. H., Evaluation of Mechanical Properties of Jelutong Wood and urethan Foam Applied to Sandwich Panel of Shelter Structure. The Korean Society of Mechanical Engineers Conference Proceedings, pp. 235-236. 2014. 

  2. Kim, S. H., Lee, B. H., Lee, S. K., Lee. J., Kang, D. S., Multiple Noise Analysis of the Inside Equipments in Shelter System. Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 25, No. 4, pp. 255-265. 2015. 

  3. Hwang, M. H., Kim, D. H., Lee, J. W., Oh, M. W., Kim, M. H., and Ryu, K. J, "Areodynamic Analysis and Comparison of Experimental Data for 2-Bladed Vertical Axis Wind Turbine," Journal of the Korean Society for Computational Fluids Engineering, Vol. 15, No. 4, pp. 85-91, 2010. 

  4. Ko, Y. L., Son C. S, "A Study on the Heat transfer in Residential Space Wall having Solar Radiation" Journal of the Korean Housing Association, Vol. 15, No. 3, pp. 93-99, 2004. 

  5. Han, "Heat flow analysis of shelter system for operation conditions" Ansys Conference, 2010. 

  6. Yunus A.Cengel, "Heat Transfer" McGraw-Hill Inc. Usa, pp. 119-127, 2003. 

  7. "ANSYS CFD Training Manual ICEPAK Basic", TSNE, 2004 

  8. "Department of defense test method standard" MILSTD-810G, Usa, pp 501.5-1-13, 505.5-1-5C-8 2008. 

  9. Lee, "A Study of applying cooling capacity of installed cooling equipment on the shelter" KSME Annual Conference Proceedings, 2014. 

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