초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
미니/마이크로채널 내 전단 구동 파형 액막의 거동 특성 조사 및 액막 내부 난류 특성의 모델링

○ 전체 내용
미니/마이크로채널 내 상변화 열전달에서 전단 구동 파형 액막은 주요 현상이며, 액막의 거동이 압력구배 및 열전달계수에 지배적인 역할을 함. 본 연구에서는 미니/마이크로채널 내 전단구동 액막을 가시화하기 위한 실험과 이를 보완하기 위한 수치해석을 수행함. 가시화 결과를 바탕으로 채널 내 전단 구동 액막에 형성된 계면파의 특성을 상세히 조사하고, 레이저 유도기

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
미니/마이크로채널 내 전단 구동 파형 액막의 거동 특성 조사 및 액막 내부 난류 특성의 모델링

○ 전체 내용
미니/마이크로채널 내 상변화 열전달에서 전단 구동 파형 액막은 주요 현상이며, 액막의 거동이 압력구배 및 열전달계수에 지배적인 역할을 함. 본 연구에서는 미니/마이크로채널 내 전단구동 액막을 가시화하기 위한 실험과 이를 보완하기 위한 수치해석을 수행함. 가시화 결과를 바탕으로 채널 내 전단 구동 액막에 형성된 계면파의 특성을 상세히 조사하고, 레이저 유도기법을 응용한 PIV/PTV 및 PLIF를 사용하여 액체 유동 내 국부속도 및 국부온도를 측정함. 계면파의 거동과 국부속도 간의 상관관계를 파악하고, 계면파의 위상에 따른 액막 내 난류 특성을 조사함.

□ 연구개발성과
본 연구에서는 미니채널 내 이상유동 흐름에서 형성되는 전단 구동 액막을 가시화하기 위한 실험을 수행하였음. 가시화 결과를 바탕으로 미니채널 내 전단 구동 액막에 형성된 계면파의 상세 특성을 파악하고, 계면파의 이론적 해석을 위한 근거를 마련하였음. 또한, 레이저 유도 기법을 이용하여 액체 유동 내 속도장과 온도장을 가시화하고, 계면파의 거동과 국부속도와 국부 벽 전단응력 간의 상관관계에 대해 논함. 미니채널 내 전단 구동 액막을 모사하기 위한 수치해석도 수행하고, 실험적 연구의 내용을 보완하고자 함. 특히, 액막 내 난류의 분포 특성을 파악하고, 매크로채널 내 액막의 난류 분포 특성과 차별됨을 확인함.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
향후에는 본 연구를 통해 확인한 계면파의 분류에 적용 가능한 기존의 파 이론을 이용하여 액막 내 유동 및 열전달 해석적 연구를 진행할 계획임. 또한, 수치해석도 계속 진행하여, 해석적 연구를 뒷받침하고, 본 연구의 최종 목표인 미니/마이크로채널 내 전단 구동 파형 액막에 적용가능한 난류 모델을 개발 및 제안할 계획임.
본 연구에서 조사한 계면파의 상세 특성과 수치해석으로부터 확인된 액막 내 난류 특성은 액막을 통한 운동량 및 열 전달 현상에 대한 이해의 저변을 넓힐 수 있음. 이는 직접적인 실험적 상관식의 개발뿐만 아니라, 관련 파 이론의 해석적 접근 가능성을 포함함. 또한, 미니/마이이크로 채널 내 상변화 열전달 시 발생하는 주요 현상인 액막에 의한 압력강하 및 열전달 계수와 드라이아웃 및 임계열유속과 같은 주요 설계인자에 대한 높은 정확도의 예측 도구의 개발에 기여하여, 궁극적으로는 미니/마이크로채널 상변화 열전달 시스템의 설계를 보다 용이하게 할 것으로 기대함. 본 연구를 통해 축적된 유동의 속도장 및 온도장의 가시화 기법에 대한 노하우는 완전히 다른 환경이나 분야의 열유체 실험에 적용이 가능하고, 해당 분야에서 유체 내 거동 및 열전달 현상에 대한 이해를 확대할 수 있어 파급효과가 있을 것으로 기대함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 2.1. 1차년도 ... 6
• 2.2. 2차년도 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 25
• 1) 연구수행 결과 ... 25
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 26
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 27
• 6. 참고문헌 ... 27
• 끝페이지 ... 29