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함상 구조체의 하부 벤트홀 적용에 따른 방열 특성 분석
신승준(S. J. Shin),안선규(S. K. Ahn) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
함상 외부에 장착되는 장비를 설계함에 있어서 내부 탑재 장비에 따라 방열 성능이 매우 중요한 요소가 되기도 한다. 이러한 장비는 해상 환경에서 운용되는 이유로 항상 태양 복사에 따른 가열 환경에 노출되며 대지 환경보다 높은 습도와 파고에 의해 수시로 해수에 노출되는 등의 특수성을 갖고 있다. 전자 장비를 내부에 탑재하는 일반적인 구조체의 경우 냉각팬을 설치하여 구조체 내부로 공기를 대류시켜 방열 성능을 만족하게 하는 것이 일반적인 형태이나 함상 외부 노출 장비의 경우 해수 유입을 방지하기 위한 필터를 장착해야 하며, 필요에 따라 내부 공기의 흐름성을 향상시키기 위하여 배기 장치도 추가해야 한다. 이러한 부가적인 장치의 추가는 전체 장비의 복잡성을 증가시키며 정비 요소를 추가시켜 운용성에도 영향을 줄 수 있다. 또한 장착되는 플랫폼의 소재가 기존에는 대부분 금속 소재를 사용하였으나 최근에는 복합재를 사용하는 등의 새로운 상황에서, 장비의 방열 성능을 증대하기 위하여 어떠한 형상이 더 효과적인지 고민하게 된다. 본 논문에서는 기존에 많이 사용하던 방식인, 장비가 바닥에 밀착되어 주로 전도 방식으로 방열 하게 되는 형태와 건축 분야의 필로티 방식과 같이 하부에 공기 및 물이 흐를 수 있는 벤트 구조를 갖는 형상의 방열 특성을 해석적 모델로 비교, 평가하여 어떠한 형태가 더 효과적인지 확인해보고자 한다. 이후 실제 장비 설계에 적용하면서 부족한 방열 성능은 냉각핀이나 냉각팬을 추가 하는 등으로 요구되는 수준을 달성할 수 있다고 본다.