• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.454-454
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• 2016

하천의 치수안정성 확보 및 수심유지, 생태복원 등과 같은 다양한 요구를 충족하기 위한 보의 성능 개선에 대한 연구가 필요하며, 계단형 보는 재료에 의한 폭기효과 및 서식처 효과 등의 환경적요소를 내포하고 있다. 기존 연구는 표면류 흐름특성을 검증하고 유량변화에 따른 하류단 도수발생위치 변화를 분석하는 등 계단형 보에 대해 수리특성을 정량화한 연구가 대부분이며 흐름변화에 따른 유속장에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 기능성 친환경 횡단 구조물 유형 중 하나인 계단형 보의 안정성 검토를 위한 수리적 특성을 분석하고자 함으로써 구조물 안정성에 영향을 줄 수 있는 자체 및 하류 보호공 주변의 유속 분석을 통한 흐름 특성을 검토하고 설계시 외력 고려를 위한 자료를 제공하기 위한 목적이 있다. 이를 위해 계단형 보모형에 대해 수리모형실험을 수행하였다. 폭 0.24 m, 총 길이 3.70 m, 높이 0.30 m인 순환실험수로를 이용하였으며, 계단형 보 모형은 5단으로 단 높이 2 cm와 단 길이 5 cm이며, 보 높이는 10 cm, 보 길이는 25 cm 모형으로 실험하였다. 하류에 전도식 게이트를 설치하여 하류 수위를 증가시키면서 보 하류부에서 발생하는 완전도수부터 하류수심이 보 높이를 초과하는 잠김흐름 조건에 대해 실험하였다. 측정기법은 입자영상측정계(Particle Image Velocimetry; PIV)를 이용하였으며, 상류영역부터 하류영역에 대해 보 주변 흐름의 순간적 유속분포를 확인하였다. 또한 측정된 전반적 흐름 양상에 대해 통계적 수리분석을 수행하였다. 흐름특성에 대한 연구는 향후 계단형 보의 물받이 길이 및 보의 적정 규모 설계시 중요한 자료가 될 것으로 기대한다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제19권1호
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• pp.36-42
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• 2021

This study measured the velocity of magnetic particles inside the power generation using external heat sources. Single Plane Illumination Microscopy (SPIM) was used to measure magnetic particles that are simultaneously affected by bubbly flow and magnetic field. It has the advantage of reducing errors due to particle superposition by illuminating the thin light sheet. The hydraulic diameter of the power generation is 3mm. Its surface is covered with a coil with a diameter of 0.3 mm. The average diameter of a magnetic particle is 200nm. The excitation and emission wavelengths are 530 and 650nm, respectively. In order to find out the flow characteristics, a total of four velocity fields were calculated in wide and narrow gap air bubbles, between the wall and the air bubble and just below the air bubble. Magnetic particles showed up to 8.59% velocity reduction in the wide gap between air bubbles due to external magnetic field.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1998년도 추계 학술대회논문집
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• pp.13-18
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• 1998

The practical use of the particle image velocimetry(PIV), a whole-field velocity measurement method, requires the use of fast, reliable, computer-based methods for tracking velocity vectors. The full search block matching, the most widely studied and applied technique both in area of PIV and Image Coding and Compression, is computationally costly. Many less expensive alternatives have been proposed mostly in the area of Image Coding and Compression. Among others, TSS, NTSS, HPM are introduced for the past PIV analysis, and found to be successful. But, these algorithms are based on small dynamic range, 7 pixels/frame in maximum displacement. To analyze the images with large displacement, Even and Odd field image separation and a simple version of multi-resolution hierarchical procedures are introduced in this paper. Comparison with other algorithms are summarized. A Results of application to the turbulent backward step flow shows the improvement of new algorithm.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권2호
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• pp.97-107
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• 2017

본 논문은 반 쐐기형 연소실에서 포트형상에 따른 정상유동 특성을 비교한 연구의 두 번째로 유동 평가위치의 영향을 고찰한 것이다. 입자영상유속계로 반 쐐기형 연소실에 직선형 포트와 나선형 포트를 적용하여 측정위치를 헤드 밑면부터 하류로 보어의 1,75배 위치 즉 1.75B부터 6배 위치 즉, 6.00B까지 변경하면서 평면유속을 측정하였다. 속도분포 분석 결과 반 쐐기형 연소실을 채택하면 지붕형과 달리 동일 리프트에서 거시적 유속분포와 유선은 스월 거동 중심은 측정위치가 관계없이 거의 일정하다. 직선형 포트에서는 모든 측정위치에서 편심도는 충격식 스월 측정기에서 측정값 왜곡이 발생하는 범위에 들어오고, 나선형 포트에서도 리프트 4mm 이하에서는 모든 측정위치에서 편심의 영향을 무시할 수 없지만, 측정위치가 3.00B 이상이 되면 리프트 5mm 이상에서 편심도가 급격히 감소한다. ISM가정과의 속도분포 차이에 의해 직선형 포트의 리프트 4mm 이하 스월 중심 평가를 제외하고 모든 PIV 평가방법에서 ISM 평가 대비 상대적인 상쇄효과가 있다. 마지막으로 중심 설정과 축 방향 속도분포 가정은 스월 평가에 정성적 영향을 주지 않고, 구체적인 접선속도 분포형태에 따라 절댓값에만 영향을 준다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권4호
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• pp.437-442
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• 1997

An experimental study was carried out in a channel cavity with square heat surface by visual¬ization equipment with Mach - Zehnder interferometer and laser apparatus. The image processing system consists of one commercial image board slit into a personal computer and 2-dimensional sheet light by Argon-Ion Laser with cylindrical lens and flow picture recording system. Instant simultaneous velocity vectors at whole field were measured by 2-D PIV system which adopted two¬frame grey-level cross correlation algorithm. Heat source was uniform heat flux(o.4W/cm$^2$, , O.8W/cm$^2$, 1.2W/cm$^2$). Obtained result showed various flow patterns such as kinetic energy distribution. Severe unsteady flow fluctuation within the cavity are remarkable and sheared mixing layer phenomena are also found at the region where inlet flow is collided with the counter-clockwise rotating main primary vortex. Photographs of Mach ~ Zehnder are also compared in terms of constant heat flux.

• 한국해양공학회지
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• 제14권4호
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• pp.9-16
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• 2000

This paper deals with the numerical and experimental study on the characteristics of the flow around a sunken vessel. Numerical simulation of the two dimensional steady flow on the midship section are carried out by the CFD code which is developed by using finite volume method and which includes the standard $textsc{k}$-$\varepsilon$ model with standard wall function. A experimental study is also carried out for the 1/100 scale model in circulating water channel. A velocity fields around the ship are measuremed by using particle image velocimetry technique. And the fluid forces acting on the ship hull by uniform current are measured by two axis load cell. The computed and measured velocity fields on the midship section are compared with each other in the view point of velocity dstribution and reattachement length, which shows good agreement in quality. The drag force on the vessel also showed the same tendency in both computational and experimental results. However, the quantitative disagreements are shown due to the three dimensional effect of the experiment. The result are used to determine the functional efficiency and stability of the vessel as a artificial reef.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.308-308
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• 2017

국내 하천에 설치된 횡단구조물은 2009년을 기준으로 약 20,753개로 알려져 있으며 수위 유지, 하상고 유지 등의 목적을 가지고 설치된다. 그러나 낙차를 가진 빠른 유속의 흐름을 형성시켜, 하류 하상에서 국소 세굴을 발생시킨다. 이를 방지하기 위해 횡단구조물 하류에 굴요성 구조(flexible structure)인 돌망태, 블록공, 사석 등으로 이루어진 바닥보호공(bed protection)이 설치되나 유실, 침하 등의 문제가 빈번히 발생되고 있어, 문제를 해결하기 위한 연구가 필요하다. 본 연구는 이러한 피복 대책에서 일어날 수 있는 파괴 기구인 전단파괴, 흡출 파괴, 경계 파괴, 하상 형태 변화에 따른 하부 침식 중 흡출 파괴(winnowing failure)를 유발하는 흐름을 검토하기 위한 수치모의를 수행하였다. 이때 흡출 파괴는 바닥보호공의 공극으로 미세한 하상 재료가 난류와 침투류의 작용에 의해 침식되어 바닥보호공이 침하되는 것을 말한다. 수치모의는 전산유체동역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 모형인 FLOW-3D 모형을 이용하였으며, 난류 모형으로 LES 모형을 적용하고 조밀한 격자를 부여하여 바닥보호공의 공극에서 발생되는 비교적 작은 척도의 와(vortex)를 해상할 수 있도록 하였다. 수치모의에 적용된 횡단구조물은 보, 물받이공, 바닥보호공으로 구성하였으며 특히, 바닥보호공의 형상은 구체(sphere)로 가정하여 다층으로 배치하였다. 바닥보호공의 공극 또는 구체 사이에서 발생되는 유속, 압력 등의 흐름특성을 분석한 결과, 바닥보호공 두께가 두꺼울수록 흡출 파괴에 대해 안정적인 것으로 나타났다. 이는 바닥보호공 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있으며, 향후 입자영상유속계(Particle Image Velocimeter, PIV)와 같이 공극에서 흐름을 측정할 수 있는 방법과 병행한 연구를 수행할 수 있을 것이다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.773-778
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• 2006

Velocity profiles inside a partially filled pipline have been investigated experimentally. To measure the velocity fields, a particle image velocimetry (PIV), which is a recent quantitative visualization technique, is applied. The velocity profile inside a circular pipe is well known, but if the pipe is partially filled, the problem is entirely different in the sense that the velocity distribution is significantly affected by the slope of pipe and filled water level, and so on. In order to calculate exact flow rate in the open channel or partially filled pipeline, three-dimensional velocity distributions at a given cross-sectional area are measured and compared the flow rates with the previously known empirical formula of Manning equation. The results show that the velocity profiles at center plane is considerably different from each other when the slope and water level change. Thus, The three-dimensional velocity profile can be the most plausible estimate for the exact flow rate.

• 한국가시화정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.136-142
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• 2021

Submerged and semi-submerged vehicles expel cooling water through an outlet. In this process, induced noise and vibration by the flow around the outlet have been reported, and it may cause problems directly related to survivability of the navy vessels. The coolant outlet has a net-type structure and circular columns are mostly used. In this study, flow measurements using PIV and LDV were performed for different type outlets; conventional (flat plate with round bar) and improved (flat and flat plate) configurations. Experiments were conducted at a cavitation tunnel where pressure and steady flow rate conditions are ensured for sufficient time to measure the flow. The average velocity field of the outlets were measured and compared through LDV measurements, and instantaneous vorticities were evaluated through PIV measurements. The results show that the improved type of the outlet is advantageous in terms of flow stability compared to the conventional type of the outlet.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권6호
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• pp.485-490
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• 2007

부표시스템 침수체의 주요형상인 실린더에 원형 제어봉을 부착하여 2차원 단면의 유동특성에 대해서 수치해석을 수행하였다. 유속을 0.1m/s에서 0.5m/s로 변화시키면서 부표시스템 주위의 유동현상을 파악하고, 부표시스템의 효과적인 유동제어를 위해 실린더 (D=50mm)에 제어봉의 직경을 0.1D 에서 0.5D까지 부착하여 조류에 의한 압력분포를 조사하였다. 유동장내의 속도분포는 PIV 계측기법 중 2프레림 입자추적 법을 사용하여 수치해석의 정도를 높이고자 0.3m/s에서 비교 평가하였다. 실린더 주위의 압력분포는 0.2D의 제어봉을 부착하였을 경우, 유속의 변화에 관계없이 가장 양호한 경향을 보이는 것을 알 수 있었다.