함정용 전원공급기의 공기 흐름 최적화를 통한 냉각 효율 향상 연구

홍승신¹^{, *} ; 김철² ; 오현승³ ; 이두영³^{, 4} ; 김충환³^{, 4} ; 최정아⁵^{, 3}

1KTE 기술연구소 선임연구원
2KTE 기술연구소 책임연구원
3한화오션 방산기술연구센터 책임연구원
4한화오션 기본성능연구센터 책임연구원
5한화오션 방산기술연구센터 연구원

A Study on Cooling Efficiency Improvement through Airflow Optimization of Shipboard Power Supply Unit

Seung Shin Hong¹^{, *} ; Kim Chul² ; Hyunseung Oh³ ; Dooyoung Lee³^{, 4} ; Choonghwan Kim³^{, 4} ; Jeong-ah Choi⁵^{, 3}

1Manager, Technology & Research Institute, KTE Co., Ltd.
2Senior Manager, Technology & Research Institute, KTE Co., Ltd.
3Principal researcher, Defense Technology R&D Center, Hanwha Ocean
4Principal researcher, Basic Performance R&D Center, Hanwha Ocean
5Researcher, Defense Technology R&D Center, Hanwha Ocean

Correspondence to: *Seung Shin Hong Technology Research Center, KTE Co., Ltd. 95-12, Noksansaneop-daero, Gangseo-gu, Busan, 46752, Republic of Korea Tel: +82-51-600-3717 Fax: +82-51-600-3790 E-mail: sshong@kte.co.kr

초록

본 연구는 FloEFD를 이용한 CFD 해석을 통해 함정용 전원공급기의 공기 흐름을 최적화하고 냉각 효율을 향상시키는 방안을 제시하였다. 외기 온도(0 ℃, 30 ℃, 50 ℃) 및 냉각 방식(자연·강제대류)에 따른 열유동 해석 결과, 강제대류 조건에서 최대 온도가 70 ℃ 이하로 유지되며 열 분산 특성이 크게 개선되었다. 이를 통해 함정 전자장비의 열관리 설계 시 강제대류 기반의 최적 설계가 필수적임을 확인하였다.

Abstract

This study presents a method to optimize airflow and improve cooling efficiency in a naval power supply through CFD analysis using FloEFD. The results of the heat flow analysis, based on ambient temperatures (0 °C, 30 °C, and 50 °C) and cooling methods (natural and forced convection), showed that under forced convection, the maximum temperature was maintained below 70 °C, and heat dissipation characteristics were significantly improved. This result confirms the essential importance of optimized forced convection design for the thermal management of naval electronic equipment.

Keywords:

Shipboard Power Supply Unit, Thermal Fluid Analysis, Electronics Cooling, Airflow Optimization, Cooling Efficiency

키워드:

함정용 전원공급기, 열유동 해석, 전자장비 냉각, 공기 흐름 최적화, 냉각효율

Acknowledgments

이 논문은 2025년도 한국해군과학기술학회 동계학술대회 발표 논문임.

본 논문은 정부(방위사업청)의 재원으로 국방기술진흥연구소의 지원을 받아 수행된 연구임 (KRIT-CT-23-024, 잠수함용 신형 소자장비 설계 기술, 2023-2028).

References

Sim, C. H., Kim, H. S., “Basic Investigation into the Validity of Thermal Analysis of 18650 Li-ion Battery Pack Using CFD Simulation,” Trans. of Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 31, No. 5, 2020, pp. 489-497.
Kang, M. G., Kim, D. H., Jang, D. I., Lee, H. J., Myong, R. S., “Thermal Flow Field Analysis of Heat Sink For Improving Cooling Efficiency of Avionics Equipment,” Journal of Computational Fluids Engineering, Vol. 28, No. 3, 2023, pp. 83-91.