• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.10 s.159
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• pp.841-849
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• 2005

Two-phase flows, e.g. sediment-laden flow and bubbly flow, have two different flow profiles; flow velocity and sediment velocity. To measure velocity distributions of two-phase flows, it is necessary to use sophisticated instruments which can separate velocity profiles of two-phases. For bubbly flows, PIV (Particle Image Velocimetry) or PTV (Particle Tracking Velocimetry) has given fairly good velocity profiles of two-phases. However, for sediment-laden flows, the applications of PIV or PTV has not been so successful, because the sediment particles introduced to the flow kept the images from being analyzed. A new algorithm, which consists of several image analysis methods, is proposed to analyze sediment-laden flows. For detection algorithm, threshold method, edge detection method, and thinning method are adapted, and for finding matching pair PIV and PTV routines are combined. The proposed method can (1) detect sediment particles with irregular boundaries, (2) remove reflected images and scattered images, and (3) discriminate tracer particles from reflected images of sediment particles.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.170-170
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• 2012

제주도는 최근 기후변화에 의한 태풍의 증가로 집중호우의 빈도가 지속적으로 증가하고 있는 추세이고 지난 태풍 나리로 인해 발생한 제주시에서의 극심한 재해로 태풍 시 홍수 유량 관측 및 저류지의 건설로 인한 저류효과의 분석에 많은 관심이 집중되고 있다. 제주대학교 주관의 제주도 물순환 해석 및 수자원 관리체계 구축 사업단은 제주도 환경에 적합한 유량조사기법을 적용 및 개발 중에 있으며 특히 집중 호우 시 유량 계측을 비롯한 제주 유량 자료 확보 방안에 대해 연구를 수행하고 있다. 제주도 연구단은 지난 여름 태풍 무이파 때 제주시 하천의 제 2동산교에서 다양한 계측 방식을 활용하여 유량관측을 성공적으로 수행하였다. 태풍 무이파는 강한 중형 태풍으로 제주도 산간 지역에 700mm 이상의 집중호우를 보여 제주 하천에 많은 양의 유출을 발생시키고 일부 재산 및 인명 피해를 발생시켰다. 홍수 유량의 계측은 지금까지도 최적화된 계측 방식이 확립되지 못했고 그 측정의 어려움과 계측기기의 한계로 봉부자 같은 전통적인 방식의 홍수유량 측정방식이 여전히 통용되고 있는 현실이다. 하지만 본 연구단은 최신 관측기법인 비접촉식의 표면영상유속계와 전자파표면유속계를 사용하여 전 강우 지속시간 동안 유량을 매 시간마다 관측하여 수문곡선을 완성하여 홍수 유량 계측의 효율성과 정확성을 높일 수 있었다. 계측 결과 홍수유출 시 한천 상류의 제 1,2 저류지가 가동되어 저류효과가 수문곡선에 반영되었음을 알 수 있었고 홍수 유출 시 나타나는 대표적인 특이 경향이 수위-유량곡선의 이격현상도 확인할 수 있었다. 따라서 홍수 유출은 단순히 수위 자료만으로는 부족하고 유속자료를 동시에 관측해야 정확한 계측치를 확보할 수 있음을 알 수 있다. 또한 최신 계측기기인 표면영상유속계와 전자파표면유속계의 유속 관측값의 상호비교도 실시하여 관측기기의 효율성을 검증하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.26 no.3
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• pp.61-65
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• 2012

Air-water flow measurements are of importance for the coastal and ocean engineering fields. Although kinematic investigations of the multi-phase flows have been conducted for long time, velocity measurements still are concerned with many researchers and engineers in coastal and ocean areas. In the present study, an imaging technique using shadowgraphy and fiber optic probe for velocity measurements of air bubbles is introduced. The shadow graphy image technique is modified from the typical image velocimetry methods, and optical fibers are used for the well-known intrusive coupled phase-detection probe system. Since the imaging technique is a non-intrusive optical method from the air, it is usually applied for 2D flows. On the other hand, the double fiber optic probes touch flows regardless of flow patterns. The results of the flow measurements by both methods are compared and discussed. The methods are also applied to the measurements of overtopping flows by a breaking wave over the structure fixed on the free surface.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.556-559
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• 2007

고탁수 장기화 문제를 해결하기 위한 방법으로는 고탁수층을 선택취수하여 우선 배제함으로써 하류하천의 고탁수 발생일수를 최소화하는 방법이 있는데, 이와 같은 선택적 취수기법은 저수지 운영에 있어서 고탁수층을 우선 배제한 후 홍수기 이후에 저수지내로 유입되는 청수를 담수하여 호소 내 탁도 저감 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 선택취수 시 성층수괴의 동수역학적 변화를 분석하기 위하여 국내에서 처음으로 Two-tank 기법을 이용하여 성층구조를 구현해 내었는데, 소금물의 밀도변화를 이용하여 수심 1m의 성층수조를 만들었고, 밀도경사가 상이한 성층구조에서 취수조건을 변화시키면서 비교란 유속계인 PIV 시스템을 이용해 유속의 흐름을 Vector와 Contour로 분석하였다. 선택취수에 대한 흐름의 동수역학적 분석결과 취수유량보다는 밀도성층경사 변화에 더 민감한 반응을 보였다. 취수유량을 줄이거나 밀도성층경사를 급하게 했을 때에는 선택취수 영역(withdrawal zone)의 수직방향 폭은 줄어드는 반면, X축으로의 영향범위는 증가함을 나타냈다. 취수유량을 증가시키거나 성층밀도경사를 완만히 했을 땐 선택취수 영역(withdrawal zone)의 수직방향 폭은 증가하였고 X축으로의 영향범위는 축소됨을 나타내었다. 이 결과는 Richardson 수로도 판단되어지는데, Richardson 수가 증가하면 유속에 비해 상대적으로 밀도성층경사가 크다는 것인데 이럴 경우 선택취수 영역(withdrawal zone)의 수직방향 폭 최대가 되고 선택취수 영역(withdrawal zone)의 수직방향 폭은 최소가 된다. 선택취수 영역(withdrawal zone)의 수직방향 폭이 최소가 되면 취수구 직경 D의 1.8배의 값을 가지고 Richradson 수가 최소가 되더라도 취수구 직경 D의 3.3배를 벗어나지 않는다는 결과를 도출할 수 있었다.링 목적으로 사용될 수 있다. 본 연구에서 개발한 영상수위계는 한강홍수통제소 관할의 전류, 청담대교 등 4개소 낙동강 홍수통제소 2개소, 지자체 등에 적용되었으며, 적용 결과 비교적 안정적이면서 정확하게 수위를 측정하는 것으로 나타났다. 한편 기존 CCD 카메라 이외에 CCTV를 이용한 영상수위계를 개발하여 영상의 화질 개선뿐 아니라 하천화상 감시 기능을 강화하였다.소류의 섭취율은 높았다. 집단간의 상관도를 보면 교육별로 김치, 장아찌, 콩이 각각 p>0.5 수준에서 유의한 차가 없었고, 나머지는 유의한 차가 있었다. 연령별로는 멸치가 유의한 차가 없었고(p>0.5), 수입별로는 콩이 유의한 차가 없었다(p>0.5). 4. 영양지식(營養知識) 검토 가정생활(家庭生活)에 필요(必要)한 일반적(一般的)인 영양지식(營養知識)은 대체적으로 낮은 편이었다. 어린이 영양, 편식의 해로움, 비만증의 해로움, 임신부 그리고 수유부 영양에 대하여는 일반적으로 알고 있다고 하였으며, 그다음으로 이유기 영양, 어린이 발육에 필요한 식품, 식품과 영양소와의 관계, 우유의 성분, 노인영양에 대하여 잘 알고 있는 비율이 낮았으며, 인체의 영양소, 식단작성여부, 간식의 이론, 식품감별법에 대하여는 가장 낮은 비율을 나타냈다. 각 영양지식은 교육정도가 높을수록 영양지식이 높았고, 교육별 집단간의 유의한 차가 나타났다. (0.001

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.37 no.11
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• pp.607-618
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• 2015

This study was conducted to suggest hydraulic modification for improving evenness of inlet flow distribution into side stream type low-pressure MF (microfiltration) module using CFD (computational fluid dynamics) simulation and PIV (particle image velocimetry) techniques. From the results of CFD simulation for various typed inlet structure, it was investigated that installing internal orifice baffle in inlet the distribution channel could improve the evenness of inlet flow distribution over about 40%. Also, from the results of PIV measurements which were carried out for verifying the CFD simulation, it was observed that the momentum of the water body coming from the opposite side of the inlet was relatively larger. This momentum would generate strong shear force in the near of inlet side wall. On the other hands, occurrence of dead zone and eddy flow was confirmed in the opposite side.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.12
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• pp.1165-1172
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• 2009

The laminar boundary layer along a streamwise corner formed by two flat plates intersecting at right angle is measured by using Particle Image Velocimetry(PIV) technique. The free stream velocity ranges from 2.96m/s to 3.0m/s. The angle of incidence of the corner is set to 1.2 degree providing slightly favourable pressure gradient to ensure a laminar flow in the corner region. A round shape leading edge is used and the length of the model is about 1000mm. In the bisector plane, the measurement data show separation type velocity profiles having an inflection point which is a typical characteristic of laminar corner boundary layers. As the distance away from the bisector plane increases, velocity profiles are found to change into the Blasius profile. The change completes around half length of the boundary layer thickness in the bisector plane away from the bisector plane along the plate. In the bisector plane, the growth characteristic of the boundary layer thickness and the approximate similarity of velocity profiles are confirmed from the measurement data.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.100-100
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• 2017

하천에 유입된 오염물질의 2차원 혼합거동은 하천 주흐름에 의한 이송현상과 유속 성분의 수심평균 값에 대한 공간적 편차로부터 야기되는 분산현상으로 설명 할 수 있다. 이는 3차원 이송확산 방정식으로부터 수심 적분된 2차원 이송-분산 방정식으로 수학적 유도가 가능하며, 수심방향으로 적분하는 과정에서 발생되는 농도의 분산항은 Taylor Dispersion 개념에 기초하여 종방향 및 횡방향의 2차원 분산계수로 표현된다. Fischer(1978)는 연직방향 유속분포로부터 2차원 분산계수를 추정하는 해석해를 수학적으로 유도하였으나, 실제 하천에서 정밀한 연직방향 유속분포를 계측하는 것은 많은 비용 및 노동력을 초래한다. 따라서 선행 연구자들은 2차원 혼합모형의 분산계수를 산정하고자 실험적 방법으로써 추적자실험을 수행하였다. 추적자실험은 추적자 물질을 수체에 주입한 후 농도의 변화를 관측함으로써 추적자물질이 하천에서 이송 및 분산되는 과정을 이해하는데 유용하다. 기존의 추적자실험은 고정된 위치에서 농도를 계측하여 시계열적인 농도의 변화를 관측한 후, 오염운 동결가정을 통해 종,횡방향 분산계수의 산정이 가능하지만, 오염물질 농도의 공간적 분포를 얻기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 기존의 추적자실험법의 한계를 극복하고자 형광물질을 이용한 추적자실험을 수행함과 동시에 드론에 장착된 디지털카메라를 이용하여 항공영상을 취득 및 분석하여, 하천에 주입된 형광물질의 농도분포를 시공간적으로 추출하는 기법을 개발하고, 이를 바탕으로 오염물질의 2차원 혼합거동을 분석하였다. 본 실험은 한국건설기술연구원의 안동하천실험센터의 A3실험수로에서 수행되었으며, 실험수로는 평균 하폭 5 m, 평균 수심 0.44 m, 유량 $0.96m^3/s$의 실제 소규모 하천과 유사한 축척을 가지고 있다. 추적자물질은 Rhodamine WT 용액이 사용되었으며, 실험수로 내 설치된 15개의 형광광도계(YSI-600OMS)를 이용하여 농도를 측정하였다. 항공영상의 취득을 위해 이용된 드론은 DJI-Phantom 3 Professional 이며, 3840x2160의 해상도로 초당 30 frame의 동영상으로 취득되었다. 영상의 정합 및 좌표화를 위해 RTK-GPS를 이용하여 12개의 지상 기준점의 좌표를 취득한 후, 사영변환을 통해 영상좌표를 지상좌표로 변환하였다. 영상의 픽셀값을 농도장으로 변환하기 위해 각 RGB 밴드의 픽셀값을 통계적으로 분석하여 농도장으로 변환하였으며, 영상으로부터 얻은 농도장은 형광광도계에 의해 실측된 농도와 결정계수 0.9이상의 수준으로 정확도를 나타냈다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.12
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• pp.180-188
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• 2014

It is very important accurate diagnosis and quick treatment in cerebrovascular disease, i.e. stenosis or occlusion that could be caused by risk factors such as poor dietary habits, insufficient exercise, and obesity. Time-of-flight magnetic resonance angiography (TOF-MRA), it is well known as diagnostic method without using contrast agent for cerebrovascular disease, is the most representative and reliable technique. Nevertheless, it still has measurement errors (also known as overestimation) for length of stenosis and area of occlusion in celebral infarction that is built by accumulation and rupture of plaques generated by hemodynamic turbulence. The purpose of this study is to show clinical trial feasibility for 3D-SPACE T2, which is improved by using signal attenuation effects of fluid velocity, in diagnosis of cerebrovascular disease. To model angiostenosis, strictures of different proportions (40%, 50%, 60%, and 70%) and virtual blood stream (normal saline) of different velocities (0.19 ml/sec, 1.5 ml/sec, 2.1 ml/sec, and 2.6 ml/sec) by using dialysis were made. Cross-examinations were performed for 3D-SPACE T2 and TOF-MRA (16 times each). The accuracy of measurement for length of stenosis was compared in all experimental conditions. 3D-SPACE 2T has superiority in terms of accuracy for measurements of the length of stenosis, compared with TOF-MRA. Also, it is robust in fast blood stream and large stenosis than TOF-MRA. 3D-SPACE 2T will be promising technique to increase diagnosis accuracy in narrow complex lesions as like two cerebral small vessels with stenosis, created by hemodynamic turbulence.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.6
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• pp.477-483
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• 2016

Velocity profiles of laminar, transition and turbulent boundary layers were investigated by using Particle Image Velocimetry(PIV) measurements on the flat plate at Mach 2.96. The Schlieren visualization and PIV measurements are also used to confirm whether the oblique shock wave generated from the leading edge affects the flow field over the flat plate. The laminar velocity profile measured from the experiment was well matched with the compressible Blasius solution. The velocity profile of the transition boundary layer was well correlated with the theoretical turbulent velocity profile from near the wall and the transition began from Re = $1.41{\times}106$. For the turbulent boundary layer, considering compressibility effects, the Van Driest-transformed velocity satisfies the incompressible log-law. It is found that the log region is extended farther in the wall-normal direction compared to the log region in incompressible boundary layer.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.7 no.1
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• pp.13-19
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• 1995

An experimental investigation has been made for flow in a circular cylinder with a rotating bottom disk. Flow system considered in this paper is a characteristic model of interior flows of an electric washing machine. Flows in a tub of an electric washing machine are driven by a rotating bottom disk called a pulsator. The simple and characteristic model was composed of a circular cylinder with impulsively rotating endwall disk and a viscous fluid in it. Rotational motion of the pulsator is periodic and alternative in rotation direction. The flow field in the interior region is governed by a horizontal boundary layer forms on the impulsively rotating disk. Experimental approach was accomplished by adopting an image processing technique for velocity measurements. Comprehensive details of the flow structure are presented. Also a meridional circulation is obtained by tracking image particles suspended in the fluid. Flow structure and data are successfully procured for this complex rotating flow field.