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문제 정의
- 복사효과에 의한 열전달은 압력이 낮아질수록 공기층에 의한 열전달이 줄어들어 복사효과에 의한 열전달이 상대적으로 증가해 진공유리 단열성능에 큰 영향을 미친다. 따라서 방사율이 다른 물질을 유리표면에 코팅할 때 열관류율 변화를 알아보았다. 그림 4는 한쪽 면에만 코팅을 한 결과를 보여준다.
- 따라서 본 연구에서는 진공유리의 단열성능 측정장치[4]에 대한 수치해석과 단열성능을 예측하기 위해 주요 인자인 방사율에 따른 열관류율 변화를 3차원 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 이용하여 고찰하였다. 이를 위해 전도, 대류 및 복사를 포함하는 복합 열전달 현상을 고려하였다.
가설 설정
- 방사율 변화에 따른 열관류율 모델의 수치해석 정확도를 높이기 위해 육면체 격자를 사용하였고 격자수를 줄이기 위하여 임의 계면(arbitrary interface)을 사용하였다. 또한, 전형적인 국내 동절기 상황을 모사하기 위해 실내 유리표면에는 20 ℃와 대류열전달계수 7 W/m2K를 가정하였고, 실외 유리표면에는 3 ℃와 대류열전달계수 13 W/m2K를 주었다.
- 본 연구에서 고려된 유체유동은 3차원, 정상상태, 압축성, 층류유동을 가정하였고 복사열전달은 DO(Discrete Ordinate)모델[5]을 사용하였다. 표 1은 방사율의 변화에 따른 수치해석 모델의 설정 조건을 보여준다.
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