초록 ▼

○ 정성적 연구개발성과
- 핵융합로 디버터의 문헌조사를 통한 형상최적화 설계 방안 도출
- 전산유체역학 기반 형상최적화 설계 알고리즘/도구 개발
- 형상최적화 설계의 냉각성능 평가를 위한 열전달/압력강하 실험장치 구축
- 열전달 성능향상을 위한 기능성 표면구조 제작 및 비등열전달 상관식 개발
- 최적화 알고리즘 활용한 성능향상용 디버터 냉각유로 설계 및 냉각성능 평가
- 디버터 냉각성능 향상용 목업 설계 최적화 및 분석을 통한 최적화 냉각유로 설계 도출
○ 정량적 연구개발성과
- 국내외 S

○ 정성적 연구개발성과
- 핵융합로 디버터의 문헌조사를 통한 형상최적화 설계 방안 도출
- 전산유체역학 기반 형상최적화 설계 알고리즘/도구 개발
- 형상최적화 설계의 냉각성능 평가를 위한 열전달/압력강하 실험장치 구축
- 열전달 성능향상을 위한 기능성 표면구조 제작 및 비등열전달 상관식 개발
- 최적화 알고리즘 활용한 성능향상용 디버터 냉각유로 설계 및 냉각성능 평가
- 디버터 냉각성능 향상용 목업 설계 최적화 및 분석을 통한 최적화 냉각유로 설계 도출
○ 정량적 연구개발성과
- 국내외 SCI 발표: 8건 (국외)
- 국내외 학술대회: 10건 (국제 7건, 국내 3건)
- 특허출원: 1건 (국내)
- 수상실적: 2건 (국제 1건, 국내 1건)
- 인력양성: 3명 (석사 3명)

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
Goal of this sub-project is to develop a new concept of thermal-hydraulic design technology using the CFD-based geometry optimization algorithm. To achieve the goal, the geometry optimization algorithm and design tool for the divertor cooling channel based on computational fl

□ Purpose & Contents
Goal of this sub-project is to develop a new concept of thermal-hydraulic design technology using the CFD-based geometry optimization algorithm. To achieve the goal, the geometry optimization algorithm and design tool for the divertor cooling channel based on computational fluid dynamics analysis will be developed and the optimized design will be suggested for the removal of the incident heat flux of 10 MW/m² in water-cooled divertors at steady state condition.
● Experimental study of boiling heat transfer characteristics for CFD
• Construction of high resolution flow boiling experimental facility
• Development of boiling heat trasnfer correlation for 3D printed / engineered surfaces
● Development of 3D CFD based geometry optimization algorithm
• Development of CFD model for fusion divertor based on boiling heat transfer
• Development of geometry optimization algorithm based on heat transfer/fluid dynamics
● Optimization of cooling channel design
• Performance enhancement by geometry optimization
• Experimental verification of performance enhanced divertor cooling channel
● Design of optimized cooling channel and performance evaluation
• Provide the optimized cooling channel design for fusion divertor
• Performance evaluation of optimized cooling channel under one sided heating condition with steady state 10 MW/m² heat load

□ Results
○ Qualitative results
- The strategy of geometry optimization for divertor cooling channel was established.
- Geometry optimization algorithm was developed based on 3D CFD.
- High resolution flow boiling facility was constructed for performance evaluation.
- Boiling heat transfer correlation was modified to apply heat transfer enhancement on engineered surfaces for 3D CFD.
- Design optimization was conducted to enhance the cooling performance by optimization algorithm.
- Cooling performance of optimized cooling channel was evaluated by experimental study.
- Optimized design for fusion divertor cooling channel was proposed.
○ Quantitative results
- Journal publication: International (8)
- Conference: International (7) / Domestic (3)
- Patent application: Domestic (1)
- Award: International (1) / Domestic (1)
- Student graduation: Master degree (3)

□ Expected Contribution
• It can be used as a design technology for high heat load devices such as blanket first wall and limiter.
• Shape optimization technique can be used to improve the cooling performance and safety for nuclear fusion and fission reactor.
• It can be used to optimize the thermal performance and design for commercial heat exchanger, refrigeration, and air conditioning devices.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Table of Contents ... 6
• 목차 ... 7
• 1. 연구 개발 과제의 개요 ... 8
• 1-1. 연구 개발 목적 ... 8
• 1-2. 연구 개발의 필요성 ... 8
• 1-3. 연구 개발 범위 ... 9
• 2. 국내외 기술 개발 현황 ... 11
• 2-1. 세계적 수준 ... 11
• 2-2. 국내 수준 ... 11
• 2-3. 국내외 연구현황 ... 11
• 2-4. 선행연구의 내용 및 결과 ... 12
• 2-5. 본 연구 결과가 차지하는 위치 ... 16
• 3. 연구 수행 내용 및 결과 ... 17
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 80
• 5. 연구 결과의 활용 계획 ... 87
• 6. 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 88
• 7. 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 91
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구 시설·장비 현황 ... 91
• 9. 연구 개발 과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 92
• 10. 연구 개발 과제의 대표적 연구 실적 ... 93
• 11. 기타 사항 ... 94
• 12. 참고 문헌 ... 96
• 끝페이지 ... 97