궤도 교통 및 항공우주 장비의 가변 중력 환경에서 효율적인 열 방출 요구에 대응하기 위해, 본 논문에서는 미세채널 내 물-에틸렌 글리콜 혼합액의 유동 끓음 열전달 특성에 대한 실험 연구 및 데이터 기반 모델링을 체계적으로 수행하였다. 원심 회전대를 기반으로 한 가변 중력 실험 플랫폼을 구축하여 1.00g~3.16g의 가변 중력 환경을 시뮬레이션하였으며, 질량 유량이 50~500 kg/(m²·s), 열 유속 밀도가 100~800 kW/m²인 조건에서 열전달 계수와 임계 열유속 밀도 데이터를 확보하였다. 실험 결과, 중력 가속도가 유동 끓음 열전달을 현저하게 강화하는 것으로 나타났으며, 중력이 1.0g에서 3.16g로 증가할 때 열전달 계수는 60%~80%, 임계 열유속 밀도는 20%~35% 향상되었다. 낮은 건도 영역에서는 기포 탈락 직경 감소와 탈락 빈도 증가를 통해 중력이 열전달을 강화하였고, 중간에서 높은 건도 영역에서는 중력 증가로 액상막이 얇아지고 균일하게 분포되어 건조 현상을 효과적으로 지연시켰다. 또한 10가지 고전 열전달 상관식과 비교한 결과, 전통적인 모델은 가변 중력 조건에서 예측 오차가 크며 Fang 모델이 가장 우수했으나 평균 절대 오차는 9.6%에 달하였다. 마지막으로, 랜덤 포레스트, 서포트 벡터 머신, 극한 그래디언트 부스팅 세 가지 머신러닝 알고리즘을 사용하여 열전달 계수 예측 모델을 구축하였으며, XGBoost 모델은 전 중력 범위에서 평균 절대 오차가 3.1%에 불과하여 전통 경험 상관식보다 크게 우수한 성능을 보였다. 본 연구 결과는 궤도 교통 및 항공우주 탑재 장비 냉각 시스템 최적화 설계에 이론적 기초를 제공할 수 있다.

가변 중력 환경;미세채널;끓음 열전달;임계 열유속 밀도;머신러닝