초록 ▼

□ 연구개요
• 에너지 소비를 줄이는 것에 대한 관심은 전 세계의 과학자나 공학자들에게 가장중요한 문제의 하나이며 이를 위해 고효율의 열교환기를 설계하는 것이 필요함. 그러나 전통적인 핀과 같은 확장된 전열 면 제어기술은 한계에 도달했음
• 기계장치의 소형화와 열 전달 성능 향상을 동시에 만족시킬 수 있는 대안으로 표면 젖음성을 개질하거나 나노유체를 작동유체로 활용하는 연구가 급격히 증가하고있음
• 나노유체 대류/비등 열전달 메커니즘을 이해하기 위하여 관련 유동을 실험적으로연구하였으며, 나노유체 응용이 기대되는 맥동

□ 연구개요
• 에너지 소비를 줄이는 것에 대한 관심은 전 세계의 과학자나 공학자들에게 가장중요한 문제의 하나이며 이를 위해 고효율의 열교환기를 설계하는 것이 필요함. 그러나 전통적인 핀과 같은 확장된 전열 면 제어기술은 한계에 도달했음
• 기계장치의 소형화와 열 전달 성능 향상을 동시에 만족시킬 수 있는 대안으로 표면 젖음성을 개질하거나 나노유체를 작동유체로 활용하는 연구가 급격히 증가하고있음
• 나노유체 대류/비등 열전달 메커니즘을 이해하기 위하여 관련 유동을 실험적으로연구하였으며, 나노유체 응용이 기대되는 맥동형 히트 파이프 내부 유동을 분석함

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 마이크로 채널 내부 나노유체 유동연구 (달성도 100%)
• Micro PIV-LIF 기법 구축 및 2차원 정보 추출 알고리즘 개발
• 나노유체에 의한 열전달 향상 메커니즘 분석
• 관련 연구를 International Journal of Heat and Mass Transfer (2021.11, IF 5.431, JCR 상위 10.51%) 저널에 게재하였음
2. 나노유체 기포거동 연구 (달성도 100%)
• 방사광 X선 영상-SBG 기법 구축
• 단일 기포 거동에 기반한 비등 특성 분석
3. 나노유체 활용을 위한 맥동 히트 파이프 내부 유동연구 (달성도 100%)
• PHP 내부 이상유동 측정 및 분석 시스템 구축
• 히트 파이프 응용 연구를 위한 젖음성 개질 기술 구축
• 젖음성 개질에 의한 히트 파이프 성능 특성 분석
• 관련 연구를 International Journal of Heat and Mass Transfer (2020.04 & 2020.08, IF 5.431, JCR 상위 10.51%) 저널에 2건, International Journal of Multiphase Flow(2022.01, IF 4.044, JCR 상위 26.45%) 1건 게재하였음

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1. 활용 계획
• 본 연구에서 구축된 실험 장치 및 분석 방법은 후속 연구에서 지속적으로 활용하고자 함
• 특정 나노유체 대류/비등 열전달 거동을 분석한 결과를 다양한 나노유체(종류, 농도 등)에 적용하여 일반화된 메커니즘을 규명하고자 함
• 응용분야에 맞는 조건을 도출하고 이를 맥동 히트 파이프와 같은 실제 열교환 장치 설계 시 활용하여 열 전달 성능을 향상시키고자 함
2. 기대효과
• 연구과정에서 개발된 실험기법들은 다양한 분야에서 연구자들이 활용할 수 있는핵심기반기술이므로 과학기술적으로 큰 가치를 지님
• 본 과제의 연구 성과는 나노유체 열전달 현상에 대한 이해를 높일 수 있는 학문적토대를 마련할 뿐만 아니라 다양한 장치 설계에 활용될 수 있을 것으로 기대됨
• 나노유체 열전달 메커니즘은 열교환기, 마이크로칩, 태양열 교환기 등의 다양한 기계장치의 소형화 및 고효율화에 활용할 수 있는 원천기술로서 그 경제적 파급효과가 매우 클 것으로 기대됨
• 또한 나노유체가 열전달뿐 아니라 윤활, 의료, 에너지, 약물전달, 정밀화학, 센서 등의 산업분야에서 이용되고 있는 것을 감안할 때, 본 연구는 다양한 분야에서 국내원천기술 확보에 기여하여 국내 산업의 성장 원이 될 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 목적 ... 4
• 1.2 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.3 연구가설 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 33