• 한국수자원학회논문집
• /
• 제49권6호
• /
• pp.469-480
• /
• 2016

본 연구는 안드로이드 기반의 스마트폰을 이용한 실시간 표면영상유속계를 개발하는 것이다. 스마트폰이 내장한 카메라, GPS, 방향 센서, CPU를 활용하여, 실시간으로 현장에서 하천의 표면유속을 측정하는 것이다. 먼저, 스마트폰의 GPS를 이용하여 측정 현장의 위치를 파악하고, 경사계(방향 센서)를 활용하여 카메라와 촬영면의 기하적인 관계를 설정한다. 이 때 입력해야 할 유일한 변수는 수면과 카메라의 연직 높이뿐이다. 내장된 카메라로 정해진 시간만큼 동영상을 촬영한다. 촬영된 동영상을 개방 소스의 영상처리 라이브러리인 OpenCV를 이용하여 프레임별로 분할하고, 이를 시공간 영상 분석하여 하천 표면의 2차원 유속장을 추정한다. 시판되는 안드로이드 스마트폰에 적용하여 현장 시험한 결과 약 11초에 1회의 순간유속 측정 (1초간의 평균유속 측정)을 할 수 있어, 현장에서 즉각적으로 하천 수표면의 표면유속을 측정할 수 있었다. 또한 이 순간유속을 수십회 반복한 뒤 평균하여 시간평균유속을 구할 수 있었다. 개발된 시스템을 실험 수로에서 시험한 결과, 측정이 매우 효과적이며 편리하였다. 측정된 결과를 프로펠러 유속계에 의한 측정값과 비교한 결과, 최대 오차 13.9%, 평균적으로 10 % 이내의 오차로 실험 수로의 표면 유속을 측정할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제18권3호
• /
• pp.34-42
• /
• 1994

The present study is aimed to improve the PIV performance by suggesting a two-frame particle identification technique and by introducing estimation method of wall pressure distribution from the velocity data. Adopted image processing system consists of one commercial image board slit into a personal computer, 2-D sheet light generator, flow picture recording apparatus and related particle identification software. A revised particle tracking method essential to PIV performance is obtained by particle centroid correlation pairing (CCP) and its effectiveness is ascertained by comparison with multi-frame identification.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국어업기술학회 2001년도 춘계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
• /
• pp.45-46
• /
• 2001

PIV(Particle Image Velocimetry : 입자영상유속계)는 유동장에 분포된 추종입자의 위치를 영상처리에 의해 자동추적 함으로써 속도벡터를 전유동영역에 걸쳐 동시에 구할 수 있는 계측기법이다. 따라서, CFD와 같이 정량적 및 정성적으로 수치해석된 결과와 바로 비교 검토가 가능한 유일한 실험기법으로 인식되고 있다. 본 실험에서는 CFD에 의한 모형의 유체유동 특성을 분석하고 이를 회류수조에서 PIV를 이용해 모형 전개판 주위의 유체흐름을 분석하여 각 전개판 모형의 유체유동 특성을 파악하였다. (중략)

• 기계저널
• /
• 제34권9호
• /
• pp.678-687
• /
• 1994

이 글에서는 상대측정방법의 예로서 열선 유속계, 절대측정방법의 예로서 레이저 도플러 유속계, 가시화기법에 대한 전반적인 설명을 통하여 난류측정에 대한 이해를 돕고자 한다. 열선유속계와 레이저도플러유속계는 응답특성이 난류측정에 적합한 측정기술로서 입증되어 있지만, 가시화 기법에 의한 난류측정은 3차원 유동장을 동시에 처리할 수 있는 장점에도 불구하고 영상처리에 많은 시간이 필요하므로 아직까지 계속적인 연구가 이루어지고 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권12호
• /
• pp.1165-1172
• /
• 2009

두 개의 평판이 직각으로 만나는 corner에서 형성되는 층류 경계층을 입자영상유속계 기법을 이용하여 측정하였다. 자유류 유속은 2.96 ~ 3.0 m/s, 층류 경계층이 형성 될 수 있도록 모델에 대한 유동의 입사각을 1.2도로 하여 작은 순 압력구배를 제공하였다. 모델의 앞전은 둥근 형상으로 처리하였으며 모델의 길이는 약 1000mm이다. 측정 결과는 이등분면에서 corner 경계층의 전형적인 특징인 변곡점을 가지는 박리형 속도 분포를 보여주었다. 이등분면에서 멀어져 감에 따라 속도 분포는 평판의 Blasius 분포로 변해가고, 이등분면 경계층 두께의 약 절반만큼 평판을 따라 멀어지면 변화가 완료된다. 앞전에서부터 하류로 감에 따라 이등분면에서의 경계층 성장 및 속도 분포의 유사 상사성을 측정 결과로부터 확인하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.113-119
• /
• 1998

An experimental study was carried out in a three-dimensional cubic cavity driven by 2-dimensional plane Poiseuille flow for three kinds of Reynolds number, $10^4$, 3 $\times$ $10^4$ and 5 $\times$ $10^4$ based on the cavity width and cavity inlet mean flow velcoity. Instant simultaneous velocity vectors at whole field were measured by 2-D PIV system. Laser based illumination and two-frame grey-level cross correlation algorithm are adopted. Severe unsteady flow fluctuation within the cavity are remarkable at above Re = 3 $\times$ $10^4$ Reynolds numbers and sheared mixing layer phenomena are also found at the region where inlet driving Poiseuille flow is collided with the clock-wise rotating main primary vortex at upper center area. Instant velocity profiles reveal that deformed forced vortex formation is observed throughout the separate two areas.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제21권5호
• /
• pp.591-597
• /
• 1997

Instantaneous velocity distribution within coaxial circular pipe for measurement velocity of high speed is acquired simultaneously by applying the 2-dimensional PTV system consisting of a pulse generator(AOM:Acousto-Optical Modulator), a continuous-output laser and a PC image grabber together with experimental apparatus. The basic mechanism of AOM and vector identification method and performance-related image processing techniques are discussed. Representative measuring regions $90{\times}90$mm are selected and instantaneous vectors are represented and fully developed turbulent flow of maximum velocity up to about 1.0 m/sec is obtained.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제17권4호
• /
• pp.28-37
• /
• 1993

Flow characteristics within the three-dimensional square cavity are studied experimentally by adopting PIV(Particle Image Velocimetry). A new method for tracking the same particle pairs in the consecutive flow image is suggested resulting in more effective acquisition of the velocity vectors. Two methods for supplying the shearing stress within the cavity are developed by continuous moving belt and 2-dimensional plane Poiseuille flow. The effect of TGL vortex in the case of belt-moving flow is remarkable owing to the distribution of the kinetic energy in the spanwise direction. But, for the plane Poiseuille flow, velocity profiles similar to a forced vortex are obtained and its tendency increases with the Reynolds number.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제22권6호
• /
• pp.935-941
• /
• 1998

Experiments were carried out for a cubic cavity flow. Contrinuous shear stress is supplied by driven flow for high Reynolds number and three kinds of aspect ratios. Velocity vectors are obtained by PIV and they are used as velocity components for Poisson equation for pressure, Related boundary conditions and no-slip condition at solid wall and the linear velocity extrapolation on the upper side of cavity are well examined for the present study. For calculation of pressure resolution of grid is basically $40{\times}40$ and 2-dimensional uniform mesh using MSC staggered grid is adopted. The flow field within the cavity maintains a forced-vortex formation and almost of the shear stress from the driving inflow is transformed into rotating flow energy and the size of the distorted forced-vortex increases with increment of Reynolds number

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제23권4호
• /
• pp.559-564
• /
• 1999

A particle image velocimetry is the representative technique for measuring flow velocities at whole field simultaneously. The present study adopted the PTV method for velocity acquisition in a square enclosure with initially isothermal fluid by using a general lamp-based sheet light source. The enclosure was composed of hot and cold vertical wall and was confined by two horizon-tal adiabatic walls. The drift velocities were measured and the drift was visualized by PTV for a rayleigh number of 5.28{\times}10^8.$ Obtained instant simulataneous velocity vectors show flow pattern and the result of horizontal velocity profile agree well with the numerical result.