인공위성 열해석을 위한 유한요소 열복사해석의 복사전달행렬 구성 방법 연구 = A Study of Assembling Radiation Exchange Matrix for Finite Element Thermal Analysis of a Satellite
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2015
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Korean
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학술저널
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754-757(4쪽)
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한국항공우주연구원에서 개발 중인 인공위성 종합설계 소프트웨어에 복사가 포함된 열해석을 위한 유한요소법 기반 열해석기가 탑재되어 있다. 해당 소프트웨어의 복사가 포함된 유한요소 열해석 코드는 전도만 포함된 열해석에 비해 복사열전달의 해의 효율성을 높이기 위한 특별한 수치적 기법이 필요하다. 유한요소 열해석의 온도장의 이산화에 사용되는 Galerkin법을 복사열전달에 그대로 적용하면 같은 평면 내의 요소들에 대해서도 복사열전달이 일어날 수 있으며, 이는 실제 물리 현상과 일치하지 않는다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 복사열교환 행렬의 구성에 있어 서로 다른 요소 간 열교환을 위한 절점에 집중화된 새로운 복사열교환 행렬 구성법을 제시하였으며, 이를 통한 해석 결과는 기존의 방법으로는 구할 수 없었던 열해석 결과를 합리적으로 산출할 수 있음을 확인하였다.
더보기KARI Satelllite Design Software being developed by KARI has finite element thermal analysis solver including radiational heat transfer. It is required to implement special technique in the finite element thermal analysis solver for the radiative heat transfer. Generally, using standard Galerkin discretization of radiational heat exchange causes radiational heat transfer between nodes in a common element, which is not appropriate in the real physical world. To overcome this, this paper introduces new way of assembling radiation exchange matrix lumped into nodes between two distinguished radiation elements. Proposed method shows better results that cannot be represented by previous algorithm.
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