[온도실험] 수치해석 Report

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2005.08.26 / 2019.12.24
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목차: 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)
(temp. vs (x,y))

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

결과
1. Calibration

2. Comparison of temperature profiles
Ⅰ. 1-D temperature profile with analytical solution
Ⅱ. 1-D temperature profile with FDM
Ⅲ. 1-D temperature profile with TLC(polynomial fitting)
Ⅳ. Comparison of Temperature profile
Ⅴ. Discussion

3. Summary of temperature and heat-flux measurement techniques
1.온도의 개념
2. 온도단위
3.측정 방식에 따른 온도계 분류
4.온도계의 종류
5.Thermocouple(열전대)

본문내용: 1. Plot the 1-D temperature profile with analytical solution
(temperature vs fin length)

1) Analytical Solution

Fin의 미소면적에 대해 대류에 의한 열의 손실을 고려하여 열전달식을 세워 보면,

---------- (1)
한편 미소변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

---------- (2)

(1), (2)에서
---------- (3)
Fourier's Law,
( Ac : Cross Sectional Area ) ---------- (4)
Newton's cooling law,
( As : Surface Area ) ---------- (5)
를 대입하여 정리하면,
---------- (6)
⇒ ----- (7)

실험에서 사용하는 Fin은 Rectangular Fin이다.
따라서 단면적이 일정하므로,
--------- (8)
---------- (9)
로 정의하면 (8), (9)에 의해
where ---------- (10)

경계조건을
Fin 끝에서의 대류 조건을 적용하면
---------- (12)
로 하여 (10)의 2계 제차 선형 미분방정식을 풀면 그 해는,
---------- (13)

따라서 1-D에서 Fin의 길이에 따른 온도 분포식을 구해보면,

----- (14)

참고문헌: http://www.heattransfer.co.kr/
http://www.hukseflux.com/thermal%20conductivity/thermal.htm http://www.globalspec.com/ProductFinder/FindProducts?query=%22heat%20flux%20gage%22

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