목차

표제지=0,1,1

제출문=1,2,1

보고서 초록/조형희=2,3,1

요약문=3,4,3

SUMMARY(영문요약문)=6,7,3

CONTENTS=9,10,4

목차=13,14,4

제1장 연구개발과제의 개요=17,18,2

제2장 국내외 기술개발 현황=19,20,2

제3장 연구개발수행 내용 및 결과=21,22,1

제1절 충돌제트 냉각기술=21,22,1

1. 음향여기에 의한 충돌제트의 유동 및 열전달 특성=21,22,1

가. 실험 방법=21,22,1

(1) 유동가시화=21,22,2

(2) 속도 및 난류성분 측정과 FFT 처리=22,23,1

(3) 열전달 계수 측정=22,23,4

나. 실험장치=25,26,3

다. 실험 결과 및 고찰=27,28,1

(1) 와류의 주파수 특성=27,28,2

(2) 유동가시화=28,29,2

(3) 속도분포와 난류성분=29,30,3

(4) 열전달 계수=31,32,4

라. 결론=34,35,1

2. 이차유동에 의한 와류제어=34,35,1

가. 실험 장치=34,35,2

나. 실험 결과 및 고찰=35,36,1

(1) 유동가시화=35,36,2

(2) 속도분포와 난류성분=36,37,4

(3) 열전달 계수=39,40,5

다. 결론=43,44,1

3. 노즐 출구에 설치된 다중관에 의한 열전달 특성=43,44,1

가. 실험장치=43,44,2

나. 실험 결과 및 고찰=44,45,1

(1) 속도분포와 난류성분=44,45,4

(2) 열전달 계수=47,48,3

다. 결론=49,50,2

4. 배열 충돌 제트=50,51,1

가. 실험 장치 및 방법=50,51,3

나. 결과 및 고찰=52,53,1

(1) 유동 특성=52,53,4

(2) 국소 열／물질 전달 계수=55,56,5

(3) 평균 열／물질 전달 계수=59,60,2

다. 결론=60,61,2

5. 초음속 유동에 의한 열전달 특성=61,62,1

가. 초음속 유동 발생 장치=61,62,1

(1) 초음속 유동 발생 장치=61,62,2

(2) 노즐=62,63,2

(3) 단열 벽면온도 측정=63,64,1

(4) 표면 압력분포 측정=63,64,2

(5) 신호 획득 장치=64,65,1

(6) 실험 조건=64,65,2

나. 결과 및 고찰=65,66,1

(1) 자유제트=65,66,4

(2) 수직 충돌 제트=68,69,12

(3) 경사 충돌 제트=79,80,4

제2절 막 냉각기술=83,84,1

1. 막냉각에 따른 벽면 열전달 특성=83,84,1

가. 실험장치=83,84,1

(1) 유동공급 시스템=83,84,3

(2) 막냉각 홀 시험시편 및 형상=85,86,2

(3) 승화 깊이 측정장치=86,87,1

(4) 선형가변 차동 변환기=86,87,2

(5) 2차원 자동 이송 장치=87,88,1

나. 실험방법=87,88,2

(1) 나프탈렌 주조 과정=88,89,1

(2) 열전달과 물질전달의 상사성=88,89,2

(3) 물질 전달계수 및 막냉각 효율의 계산=89,90,3

(4) Net Heat Flux Reduction(NHFR)=91,92,1

다. 결과 및 고찰=91,92,2

(1) 막냉각 홀 내부 및 주위에서의 유동특성=92,93,4

(2) 횡방향 분사각도에 따른 냉각특성=95,96,5

(3) 분사율 변화에 따른 냉각특성=99,100,2

(4) Net Heat Flux Reduction(NHFR)=100,101,2

(5) 면적비 변화에 따른 냉각특성=101,102,3

(6) 주유동의 난류강도 효과=103,104,1

(가) 열／물질 전달 특성=103,104,3

(나) 막냉각 효율 특성=105,106,1

2. 냉각유로내의 열전달 특성=106,107,1

가. 실험 장치=106,107,2

나. 수치 계산=107,108,1

다. 결과 및 고찰=107,108,1

(1) 정사각 막냉각 홀 내부에서의 유동 및 열／물질 전달 특성=107,108,4

(가) 분사율 변화 효과=110,111,5

(나) Reynolds 수 변화 효과=114,115,2

(2) 직사각 막냉각 홀 내부에서의 열／물질 전달 특성=115,116,1

(가) 분사율 변화 효과=115,116,3

(나) Reynolds 수 변화 효과=117,118,1

3. 슬롯 막냉각=118,119,1

가. 실험 장치 및 방법=118,119,2

(1) 슬롯 막냉각 시험시편=119,120,1

(2) 분사 방식 변화=119,120,1

(3) 냉각 유체 공급유로의 방식 변화=119,120,2

(4) 2차원 슬롯 시험시편=120,121,2

(5) 속도 측정=121,122,1

(6) 국소 열／물질 전달 계수 측정=121,122,2

나. 실험 결과 및 고찰=122,123,1

(1) 2차원 슬론 실험 결과=122,123,2

(2) 분사방식 변화에 따른 효과=123,124,1

(가) 온도장=123,124,3

(나) 립 내벽의 물질전달계수 분포=125,126,2

(3) 냉각유체 공급 유로의 방식 변화에 따른 효과=126,127,1

(가) 속도장 측정 결과=126,127,3

(나) 슬롯 출구에서의 유동장 수치해석=128,129,3

(다) 립 내벽의 물질전달 계수 분포=130,131,4

제3절 요철설치 냉각기술=134,135,1

1. 요철의 배열 및 단락에 따른 열전달 특성=134,135,2

가. 실험장치 및 방법=135,136,4

나. 열전달 결과=138,139,1

(1) 연속 요철의 열전달=138,139,3

(2) 단락 요철의 열전달=140,141,3

(3) 마찰 손실 결과=142,143,3

(4) 평균 열／물질 전달 및 열／물질 전달 성능 계수=144,145,2

2. Multi-pass 곡관부에서의 열전달 특성 고찰=145,146,1

가. 실험장치 및 방법=145,146,2

나. 유동 특성=146,147,3

다. 열／물질 전달결과=148,149,3

3. 매끈한 덕트의 회전효과에 따른 유동／열전달 특성=150,151,1

가. 유동 특성=150,151,2

나. 열／물질 전달 결과=151,152,4

4. Multi-pass 특성을 고려한 요철배열 및 회전수에 의한 열전달 특성=154,155,2

가. 열／물질 전달 특성=155,156,4

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도=159,160,4

제5장 연구개발결과의 활용계획=163,164,1

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보=164,165,5

제7장 참고문헌=169,170,3

특정연구개발사업 연구결과 활용계획서=172,173,12

영문목차

[title page etc.]=0,1,9

CONTENTS=9,10,8

I. Introduction=17,18,2

II. Present state of technology=19,20,2

III. Research contents and results=21,22,1

1. Cooling technique with impinging jet=21,22,1

1.1 Acoustic excitation effect on flow and heat transfer=21,22,1

a. Experimental method=21,22,1

(1) Flow visualization=21,22,2

(2) Measurement of velocity and turbulence and FFT process=22,23,1

(3) Measurement of heat transfer coefficient=22,23,4

b. Experimental device=25,26,3

c. Results and discussions=27,28,1

(1) Frequency characteristic of vortices=27,28,2

(2) Visualized flow=28,29,2

(3) Velocity and turbulence distribution=29,30,3

(4) Heat transfer coefficient=31,32,4

d. Conclusion=34,35,1

1.2 Vortex control by secondary flow=34,35,1

a. Experimental device=34,35,2

b. Results and discussions=35,36,1

(1) Visualized flow=35,36,2

(2) Velocity and turbulence distribution=36,37,4

(3) Heat transfer coefficient=39,40,5

c. Conclusion=43,44,1

1.3 Flow and heat transfer of impinging jet with honeycomb nozzle exit=43,44,1

a. Experimental device=43,44,2

b. Results and discussions=44,45,1

(1) Velocity and turbulence distribution=44,45,4

(2) Heat transfer coefficient=47,48,3

c. Conclusion=49,50,2

1.4 Impinging array jet=50,51,1

a. Experimental method and device=50,51,3

b. Results and discussions=52,53,1

(1) Flow characteristic=52,53,4

(2) Local heat／mass transfer coefficient=55,56,5

(3) Averaged heat／mass transfer coefficient=59,60,2

c. Conclusion=60,61,2

1.5 Heat transfer of impinging jet by supersonic flow=61,62,1

a. Experimental method and device=61,62,1

(1) Supersonic flow generating device=61,62,2

(2) Nozzle=62,63,2

(3) Measurement of adiabatic wall temperature=63,64,1

(4) Measurement of surface pressure=63,64,2

(5) Signal acquisition device=64,65,1

(6) Experimental conditions=64,65,2

b. Results and discussions=65,66,1

(1) Free jets=65,66,4

(2) Impinging jet on normal plate=68,69,12

(3) Impinging jet on inclined plate=79,80,4

2. Cooling technique with film formation=83,84,1

2.1 Heat transfer characteristic on wall by film cooling=83,84,1

a. Experimental device=83,84,1

(1) Flow supply system=83,84,3

(2) Shape of test workpiece=85,86,2

(3) Measurement of sublimation depth=86,87,1

(4) Linear variable differential transformer=86,87,2

(5) 2-dimensional auto-transfer device=87,88,1

b. Experimental method=87,88,2

(1) Naphthaline casting process=88,89,1

(2) Heat and mass transfer analogy=88,89,2

(3) Calculation of mass transfer coefficient and film cooling effectiveness=89,90,3

(4) Net Heat Flux Reduction(NHFR)=91,92,1

c. Results and discussions=91,92,2

(1) Flow characteristic inner and around film cooling hole=92,93,4

(2) Cooling characteristic for different injection angles=95,96,5

(3) Cooling characteristic for different injection rate=99,100,2

(4) Net Heat Flux Reduction(NHFR)=100,101,2

(5) Cooling characteristic for different area rate=101,102,3

(6) Turbulence effect of main flow on film cooling=103,104,1

(a) Heat and mass transfer characteristic=103,104,3

(b) Film cooling efficiency characteristic=105,106,1

2.2 Heat transfer characteristic on the coolant flow passage=106,107,1

a. Experimental device=106,107,2

b. Numerical calculation=107,108,1

c. Results and discussions=107,108,1

(1) Flow and heat／mass transfer on the coolant passage of square film cooling hole=107,108,4

(a) Heat transfer characteristic for various injection rates=110,111,5

(b) Heat transfer characteristic for various Reynolds number=114,115,2

(2) Flow and heat／mass transfer on the coolant passage of rectangular film cooling hole=115,116,1

(a) Heat transfer characteristic for various injection rates=115,116,3

(b) Heat transfer characteristic for various Reynolds number=117,118,1

2.3 Slot film cooling=118,119,1

a. Experimental method and device=118,119,2

(1) Workpiece for slot film cooling test=119,120,1

(2) Change of injection type=119,120,1

(3) Change of coolant passage type=119,120,2

(4) 2-dimensional slot test workpiece=120,121,2

(5) Measurement of velocity=121,122,1

(6) Measurement of local heat and mass transfer coefficient=121,122,2

b. Result and discussions=122,123,1

(1) 2-dimensional slot film cooling test=122,123,2

(2) Effect of various injection type on heat transfer=123,124,1

(a) Temperature distribution=123,124,3

(b) Mass transfer coefficient distribution on inner wall of rib=125,126,2

(3) Effect of various coolant passage type on heat transfer=126,127,1

(a) Velocity distribution=126,127,3

(b) Numerical analyzed flow field at slot exit=128,129,3

(c) Mass transfer coefficient distribution on inner wall of rib=130,131,4

3. Cooling technique with rib installation=134,135,1

3.1 Heat transfer characteristic for various rib arrangements and discrete rib=134,135,2

a. Experimental method and device=135,136,4

b. Heat transfer results=138,139,1

(1) Heat transfer effect by continuous rib installation=138,139,3

(2) Heat transfer effect by discrete rib installation=140,141,3

(3) Friction loss measuring results=142,143,3

(4) Averaged and local heat／mass transfer efficiency=144,145,2

3.2 Heat transfer characteristic on multi-pass turning section=145,146,1

a. Experimental method and device=145,146,2

b. Flow characteristic=146,147,3

c. Heat and mass transfer characteristic=148,149,3

3.3 Flow and heat transfer characteristic by rotating of smooth duct=150,151,1

a. Flow characteristic=150,151,2

b. Heat and mass transfer characteristic=151,152,4

3.4 Heat transfer coefficient of multi-pass duct for various rib arrangements rotating speeds=154,155,2

a. Heat and mass transfer characteristic=155,156,4

IV. Degree of object achievement and contribution on related fields=159,160,4

V. Application schedule of results from R&D=163,164,1

VI. Foreign science and technology information during project period=164,165,5

VII. References=169,170,15