초임계 CO₂ (SCO₂) 가스 냉각기의 열전달 효율과 종합 성능을 향상시키기 위해 본 논문에서는 내리브 트위스트 타원관 내 SCO₂의 유동 및 열전달 특성을 수치적으로 연구하였으며, 장 협동 이론을 결합하여 해당 관의 강화 열전달 메커니즘을 분석하였다. 피치(p), 리브 높이(h), 장축(a) 및 레이놀즈 수(Re)를 설계 변수로 하여 응답면법(RSM)을 이용해 누셀 수, 마찰 계수 및 종합 성능 평가 지표의 2차 응답면 모델을 구축하고, 비지배 유전 알고리즘(NSGA-II)을 사용해 다목적 최적화를 수행하여 파레토 최적해를 도출하였다. 연구 결과에 따르면, 트위스트 구조와 내리브 구조의 결합 작용이 지속적인 2차 유동을 유도하여 유체 교란을 증강하고 열 경계층을 파괴함으로써 대류 열전달 성능을 크게 향상시킨다. h가 0.5 mm이고, a가 3.6~3.9 mm, p가 50~70 mm 범위일 때 열전달 증대와 유동 저항 증가 사이의 좋은 균형을 달성할 수 있다.

초임계 CO₂;가스 냉각기;내리브 트위스트 타원관;장 협동 이론;다목적 최적화