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초록·키워드
본 연구는 고온 운용조건과 송풍팬 고장 시나리오를 고려하여 차량 탑재형 군용 안테나 시스템의 열적 안전성을 평가하였다. 해석 모델은 Module A, Module B, Module C 및 외부 하우징으로 구성하였으며, PCB 기판에는 방향별 열전도율을 고려한 이방성 물성치를 적용하고, 그 외 구조물에는 알루미늄 물성치를 적용하였다. 해석은 ANSYS Fluent를 이용하여 수행하였으며, 시스템 해석에 앞서 해석 결과의 격자 의존성을 줄이기 위해 부품 수준 열해석을 수행하였고, 격자 독립성 검토 결과 Module A와 B는 0.25 mm, Module C는 0.14 mm의 적정 격자 크기를 선정하였다. 이후 전체 안테나 시스템 모델에는 선정된 격자 조건을 반영하고, 송풍팬의 실제 작동 특성을 모사하기 위해 P-Q 곡선을 적용하였으며, 내부 강제대류 유동 해석을 위해 Realizable k-ε 난류모델을 사용하였다. 정상 운전조건 해석 결과 최고 온도는 Module A 53.72 °C, Module B 71.57 °C, Module C 76.45 °C로 나타났으며, 발열소자가 밀집된 Module C에서 가장 높은 온도가 도출되었다. 좌측 및 우측 송풍팬 고장조건을 비교한 결과, 우측 팬 고장 시 Module C에서 최대 77.80 °C가 나타났다. 이는 최대 허용온도의 80%로 설정한 derating 기준인 80 °C 대비 2.20 °C의 안전마진을 확보한 결과로, 본 안테나 시스템은 정상 운전조건뿐만 아니라 단일 송풍팬 고장 상황에서도 열적 안전성을 확보함을 확인하였다.
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