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> 레포트 > 공학계열 > 자료상세보기 (자료번호:204372)

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2008.06.27 / 2008.06.28
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소개글

[기계항공공학실험] 온도실험에 대한 자료입니다.

목차

1. 데이터 분석
1) 수치해석
1. Plot the 1-D temperature profile with analytical solution. (temperature vs fin length)

2. Derive a discrete equation with the energy balance method and plot the temperature profile with Finite Differential Method(FDM)

3. Compare '1D temperature profile' with 'temperature profile by FDM' and comment about the results.


2) Calibration


3) Image Analysis


4) Comparison of Temperature Profiles (steady state)


5) Fin Effectiveness and Efficiency


2. Discussion


3. Reference

본문내용

1. 데이터 분석

1) 수치해석
이번 실험에서 Fin은 2차원 형상인 Thin Rectangular Fin이다. 하지만 두께가 넓이에 비하여 매우 얇고 기부의 열원이 평행하게 작용한다고 가정하면 온도의 분포는 1차원으로 생각할 수 있다. 이 때 2차원 Fin을 1차원을 가정할 수 있는 근거를 FDM을 이용하여 2차원 수치해석으로 보여라.

실제로 이번 실험에서 사용한 구리 Fin은 3-D의 직육면체 형태이다. 그러나 두께가 매우 얇다고 가정하면 2-D로 가정할 수 있다. 그리고 열원이 Fin의 폭에 대해 평행하게 작용한다고 가정하면, 1차원으로 생각할 수 있다. 하지만 가정하기 전에 analytic solution의 방법으로 나온 값을 1-D의 그래프로 그리고, 또한 FDM의 방법으로 나온 값을 2-D의 그래프로 그려 두 그래프를 서로 비교해 봄으로써 이렇게 가정해도 좋은지 알아보도록 하겠다.

1. Plot the 1-D temperature profile with analytical solution
(temperature vs fin length)
Fin의 경우, 대류에 의한 열의 손실이 일어나기 때문에 Heat flux가 일정하지 않다. 그러므로 열의 손실을 고려한 방정식을 세워야 한다. 그리고 폭 방향으로는 온도가 일정해 오직 길이 방향으로만 Heat flux가 존재하는 1-D로 생각한다.

Assumption
1) Steady-state
2) NO Energy generation & Energy storage
이제 Differential element를 고려해 식을 세우면

그리고 미소변화량은

로 나타낼 수 있다. 이제 두식을 연립하여 풀면

와 같이 나온다.
q와 에 대해 Fourier' law와 Newton's cooling law가 성립하므로

이고 이를 대입하면

참고문헌

• 길잡이 열전달의 기초, 문운당, 김찬중 저
• Fundamentals of Heat & Mass Transfer, Incropera & Dewitt
• Introduction to Heat transfer/F.P.Incropera, D.P.DeWitt
• Matlab 입문과 활용, 높이깊이, 김용수 저

태그 profile with, Fin the, temperature and, 차원 수치해석, 차원 FDM

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