본 논문에서는 유한 요소 해석 방법을 사용하여 기계적 압착 방식의 겹착형 핀 튜브 열교환기에서 핀과 기지관 사이의 압착 후 노드 접촉 응력 분포를 얻었다. 전체 접촉 응력이 노드 접촉 응력의 산술 평균이 아니라는 관점과 보다 합리적인 계산 방법을 제안하였다. 핀과 기지관 사이의 접촉 열저항 값을 얻기 위해 겹착형 열교환기 시편에 대한 열전달 성능 실험을 수행하였으며, 시뮬레이션으로 계산한 전체 접촉 응력과 실험 접촉 열저항 수치를 통해 두 값의 상관식을 계산하였다. 유한 요소 해석 방법을 사용하여 다양한 압착량에서 전체 접촉 응력 및 최적 압착 치수를 예측하였으며, 탄소성 이론 계산과 시뮬레이션 계산을 비교하여 상호 검증하였다. 결과적으로 재료 탄소성 이론 계산과 시뮬레이션 결과의 상대 오차는 7.3%였으며, 오차가 작아 두 방법 모두 유효함을 증명하였다.

기계적 압착; 수치 시뮬레이션; 접촉 열저항; 열전비 유사; 최적 설계