• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.119-127
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• 2022

본 연구에서는 테트라포드로 피복된 경사식 마운드 위의 직립벽에 작용하는 충격쇄파압을 쇄파 형태에 따라 구분하기 위해 규칙파를 생성하고 충돌 직전의 유속장과 기포분율을 측정하였다. 유속장 측정을 위해 쇄파 중 발생하는 기포의 움직임을 추적하는 기포영상유속계를 사용하고 기포분율 측정을 위해 복합파고계 기법(Na and Son, 2021)을 활용하였다. 측정된 입사파의 주기가 짧을수록 최대평균유속은 사면에서 파속에 비해 적은 감소율을 보였지만 파랑이 사면을 따라 진행하며 쇄파가 더 빨리 발생하여 기포분율이 증가하였고 결과적으로 중복파압형태의 파압이 작용하였다. 주기가 큰 실험파의 경우 충돌 전 유입되는 공기가 적어 flip-through 형태(Cooker and Peregrine, 1991)의 흐름양상을 보였고, 파압이 급격하게 증가함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1558-1563
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• 2004

A measurement technique for the void fraction and the bubble dynamics in gas-liquid two-phase flows has been proposed using a time-resolved two-phase PIV system. For the three-dimensional evaluation of the bubble information, both the images from the front and side views are simultaneously recorded into a high speed CCD camera by reflecting the side image into the front view with the help of a $45^{\circ}$ oriented mirror. Then, a stereo-matching technique is applied to calculate the void fraction, bubble size and shape. To obtain the rising bubble velocities, the 2-frame PTV method was applied. Consequently, the present technique shows good feasibility for the measurements of the volume fractions, mean diameters, aspect ratios and velocities of the bubbles at the three-dimensional point of view.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.511-511
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• 2017

하천에서 홍수 예방 및 가뭄재해 방지를 목적으로 최근 4대강 살리기 사업이 수행되었다. 특히, 안정적인 용수공급 및 다양한 수재해 피해를 최소화하기위해 다기능보가 설치되었다. 설치된 보는 고정보와 가동보로 구분되며 평상시에는 고정보를 넘어가는 월류흐름이 발생하며 홍수 시에는 추가적으로 가동보를 개방하여 오리피스 흐름이 발생한다. 최근 기후변화로 인해 집중호우가 빈번히 발생하며 이는 보 주변에서 빠르고 복잡한 흐름을 유발하게 된다. 이러한 흐름특성은 보하류의 세굴문제뿐만 아니라 물받이와 바닥보호공의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 영상기법을 활용하여 도수가 발생하는 조건에서 고정보 하류의 물받이공 및 바닥보호공에 난류흐름특성 및 압력분포를 분석하였다. 길이 8.0 m, 폭 0.3 m를 갖는 개수로에서 실험을 수행하였으며 0.2 m 높이의 고정보는 상류경계로부터 3.0 m지점에 위치하였다. 보 하류부에서 유속성분은 비접촉식 유속측정 기법인 입자영상유속계(Particle Image velocimetry, PIV)와 기포흐름을 측정할 수 있는 기포영상유속계(Bubble Image velocimetry, BIV)를 적용하였다. 그러므로 기포 존재유무와 관계없이 보 하류부 구간에 대한 유속장 성분을 취득하였다. 도수흐름은 물받이공 및 바닥보호공 영역의 바닥면을 따라 빠른 유속을 갖는 제트류가 발생하고 수면과 바닥으로 강한 진동이 발생하여 불안정한 흐름이 야기된다. 바닥면에 작용하는 압력을 측정하기 위해 흐름방향을 따라 피에조미터를 설치하였고 압력수두 분포를 초고속카메라로 촬영하여 그 특성을 분석하였다. 실험을 결과를 통해 보 하류부에 영향을 미치는 인자를 도출하였으며 향후 보 설계기준에 반영할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권7호
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• pp.669-679
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• 2008

본 연구는 수리실험으로 얻어진 권파에 의한 월파수괴의 유속을 댐붕괴흐름과 비교하여 거동의 유사성을 검토하였다. 댐붕괴흐름은 해석해가 간략하고 월파 거동과 유사함으로 인해 월파의 유속산정에 이용되어왔다. 월파는 일반적으로 많은 연행기포로 인해 기존의 유속측정기법을 적용하는데 제한을 받게 되므로, 본 실험에서는 기포나 기포조직모양을 이용한 기포영상유속계를 이용하여 월파 유속을 측정하였다. 실험결과로부터 월파의 유속단면을 검토하였고, 단면의 최대유속과 수심평균유속을 댐붕괴흐름의 1차원 해석해인 Ritter의 해와 비교하였다. 해석해와의 비교를 위해 댐붕괴 전 초기수심을 파랑조건과 월파의 측정값으로부터 유도하였다. 파랑조건으로부터 추정된 붕괴 전 초기 수심을 이용한 해석해는 측정된 유속의 분포형태에 있어서는 차이를 보였으나, 월파수괴의 전면속도로부터 산정된 초기수심을 이용한 해석해는 유속크기의 비교에서 좋은 일치를 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제6권1호
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• pp.69-76
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• 2000

Bubble boom may be a good alternative for the prevention of oil spill pollution due to its easy deployment and clean post-process tasks. The present work is focused on the experimental investigation of air bubble movement for the bubble boom by visualization and quantitative PIV measurements. Bubble plume was generated by adjusting the pressure of pressure vessel ranging 6.7 kpa to 14.7 kpa. The results showed at lower inlet velocity and higher supply air flow rate that bubble boom maintained its containing capability reasonably well up to the maximum containing limit.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권4호
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• pp.825-832
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• 2001

This study was experimentally performed to investigate freezing behavior of sea water along horizontal cooled a circular tube with bubbly flow. The experiments were carried out for a variety of parameter, such as sea water velocity, air-bubble flow rate, and cooled-tube temperature. The shape of freezing layer, freezing rate and salinity of frozen layer were observed and measured. And the flow patterns around cooled tube were visualized using the PIV to analyze the relationship between the flow structure and the freezing characteristics. It was found that the experimental parameters gave a great influence on the freezing rate and the salinity of the frozen layer.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권11호
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• pp.904-911
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• 2007

A measurement technique fur void fraction has been proposed using a time-resolved two-phase PIV system and the bubble dynamics has been investigated in gas-liquid two-phase flows. For the three-dimensional evaluation of the bubble information, both the images from the front and side views are simultaneously recorded into a high speed CCD camera by reflecting the side view image on a $45^{\circ}$ oriented mirror to be juxtaposed with the front view image. Then, a stereo-matching technique is applied to calculate the void fraction, bubble size and shape. To obtain the rising bubble velocities, the 2-frame PTV method was adopted. The present technique is applied to freely rising bubby flows in stagnant liquid. The results show that the increase of bubble flow rate gives rise to the increase of bubble size and rising velocity at first. If it goes over a certain level, the rising velocity becomes constant and the horizontal velocity grows bigger instead due to the obstruction of other bubbles.

• 한국가시화정보학회지
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• 제15권2호
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• pp.59-67
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• 2017

To verify floatability of ABB (Air bubble barrier), we compared bubble swarm behavior with and without the air-driven ejector. Experiment was conducted using the fabricated air-driven ejector with 5 mm nozzle on the bottom of 1 m3 water tank. Reynolds number of air in the nozzle was ranged 1766-13248. We analyzed data with statistical method using image processing, particle mage velocimetry (PIV) and proper orthogonal decomposition (POD) analysis. As a result of POD analysis, there was no significant eigenmode in bubbly flow generated from the ejector. It means that more complex turbulent flows were formed by the ejector, thereby (1) making bubbles finer, (2) promoting three-dimensional energy transfer between bubble and water, and (3) making evenly distributed velocity profile of water. It is concluded that the air-driven ejector could enhance the performance of ABB.

• 한국가시화정보학회지
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• 제8권1호
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• pp.31-38
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• 2010

An experimental study to evaluate dynamic structures of flow and turbulence characteristics in bubble-driven liquid flow in a rectangular tank with a varying flow rate of compressed air is conducted. Liquid flow fields are measured by time-resolved particle image velocimetry (PIV) with fluorescent tracer particles to eliminate diffused reflections, and by an image intensifier to acquire enhanced clean particle images. Instantaneous vector fields are investigated by using the two frame cross-correlation function and bad vectors are eliminated by magnitude difference technique. By proper orthogonal decomposition (POD) analysis, the energy distributions of spatial and temporal modes are acquired. When Reynolds number increases, bubble-induced turbulent motion becomes dominant rather than the recirculating flow near the side wall. The total kinetic energy transferred to the liquid from the rising bubbles shows a nonlinear relation regarding the energy input because of the interaction between bubbles and free surface.

• 한국가시화정보학회지
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• 제3권1호
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• pp.20-25
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• 2005

An x-ray PIV (Particle Image Velocimetry) technique was developed fur measuring quantitative information on flows inside opaque conduits and/or opaque-fluid flows. To check the performance of the x-ray PIV technique developed, it was applied to a liquid flow in an opaque Teflon tube. To acquire x-ray images suitable for PIV velocity field measurements, the refraction-based edge enhancement mechanism was employed with seeding detectable tracer particles. The amassed velocity field data obtained were in a reasonable agreement with the theoretical prediction. The x-ray PIV technique was also applied to get velocity fields of blood flow and to measure size and velocity of micro-bubbles simultaneously, and to visualize the water refilling process in bamboo leaves. The x-ray PIV was found to be a powerful transmission-type flow imaging technique fur measuring quantitative information of flows inside opaque objects and various opaque-fluid flows.