• Title/Summary/Keyword: 입자유속계

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PIV와 LDV를 이용한 냉각수 토출구 주위의 와류 가시화 연구 (Visualization of Vortex Flow around Coolant Outlets Using PIV and LDV)

  • 홍지우;신수용;안병권
    • 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.

LSIV를 위한 흔들리는 영상의 보정 알고리듬의 개발 (Development of Correction Algorithm of Swayed Images for LSIV)

  • 류권규;윤병만;김주황
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.494-499
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    • 2006
  • LSIV (Large Scale Image Velocimetry)는 영상 처리 기술을 이용하여 수표면의 유속을 측정하는 장비이다. 처리가 용이한 좋은 LSIV의 영상을 만들기 위해서는 높은 고도에서 내려다 보며 영상을 획득하는 것이 측정의 정밀도를 높이는 데 도움이 된다. 이를 위해 트럭에 장착된 기중기를 이용하는 이동용 LSIV를 개발하고 있다. 이 때 기중기의 흔들림에 따라 획득된 영상이 흔들리는 문제가 발생하며, 영상의 흔들림을 보정하여 유속을 측정할 수 있는 영상 처리 알고리듬이 필요하게 된다. 이 연구에서는 PTV(Particle Tracking Velocimetry)의 입자 추적 알고리듬과 LSIV의 좌표 변환 알고리듬, LSIV의 유속 산정 알고리듬을 조합하여 흔들리는 영상에서 표면 유속을 측정하는 알고리듬을 개발하였다. 입자 추적 알고리듬은 비디오 카메라로 촬영된 연속 영상의 참조점들의 움직임을 추적하여 카메라의 위치 변동을 파악한다. 영상 분석된 결과들을 이러한 참조점들을 기준으로 변환하였다. 개발된 알고리듬의 검증을 위해서 실험 수로에서 동일한 흐름에 대해 흔들리지 않은 영상과 흔들리는 영상의 두 가지 영상을 만들었다. 흔들림이 없는 영상의 처리결과를 기준으로 삼아, 흔들림이 있는 영상의 처리 결과를 검토하였다. 그 결과, 흔들림이 지나치게 커서 참조점들의 추적이 불가능한 경우를 제외하고는 두 자료의 처리 결과는 거의 동일하였으며, 유속 측정의 최대 오차는 약 5 % 내외로 나타났다. 이 오차는 흔들림 때문에 생기는 영상의 열화 때문으로 추정된다. 이 알고리듬은 이동용 LSIV 시스템에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.비용적 측면이나 생태 보존적 측면에서 유리할 것으로 판단된다.one)을 설치하는 대책이 필요하다. 저수지 관리를 효과적으로 수행하기 위해서는 저수지 내부의 탁도 거동을 정확히 예측할 수 있어야 한다. 따라서 추후 동수역학 및 열역학에 기초한 3차원 수치모형 연구와 성층흐름에 정밀한 밀도류 실험연구 및 이에 대한 적용이 필요할 것으로 판단된다.함으로써 정보의 질적보장과 정보전환의 표준화방안을 제시하는 정보분석시스템이다.이용, 수자원의 지속적 확보기술의 특성에 따른 4개의 평가기준과 26개의 평가속성으로 이루어진 2단계 기술가치평가 모형을 구축하였으며 2개의 개별기술에 대한 시범적용을 실행하였다.하는 것으로 추정되었다.면으로의 월류량을 산정하고 유입된 지표유량에 대해서 배수시스템에서의 흐름해석을 수행하였다. 그리고, 침수해석을 위해서는 2차원 침수해석을 위한 DEM기반 침수해석모형을 개발하였고, 건물의 영향을 고려할 수 있도록 구성하였다. 본 연구결과 지표류 유출 해석의 물리적 특성을 잘 반영하며, 도시지역의 복잡한 배수시스템 해석모형과 지표범람 모형을 통합한 모형 개발로 인해 더욱 정교한 도시지역에서의 홍수 범람 해석을 실시할 수 있을 것으로 판단된다. 본 모형의 개발로 침수상황의 시간별 진행과정을 분석함으로써 도시홍수에 대한 침수위험 지점 파악 및 주민대피지도 구축 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 있을 것으로 판단되었다.4일간의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익

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증발하는 이성분혼합물 액적의 유동장 해석 (Investigation of Internal Flow Fields of Evaporating of Binary Mixture Droplets)

  • 김형수
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.21-25
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    • 2017
  • If a liquid droplet evaporates on a solid substrate, when it completely dries, it leaves a peculiar pattern, which depends on the composition of the liquid. Not only a single component liquid but also complex liquids are studied for a different purpose. In particular, a binary mixture droplet has been widely studied and used for an ink-jet printing technology. In this study, we focus on investigating to visualize the internal flow field of an ethanol-water mixture by varying a concentration ratio between two liquids. We measure the in-plane velocity vector fields and vorticities. We believe that this fundamental study about the internal flow field provides a basic idea to understand the dried pattern of the binary mixture droplet.

홀로그래피를 이용한 분무 액적의 3차원 속도 측정 (Measurements of Three-Dimensional Droplet Velocities Using the Holographic System)

  • 오대진;추연준;강보선
    • 한국분무공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.31-38
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    • 2001
  • The Holographic Particle Velocimetry system can be a promising optical tool for the measurements of three dimensional particle velocities. In this study, the holographic panicle velocimetry system was used to measure the sizes and velocities of droplets formed by a commercial full cone spray nozzle. Uncertainty analysis was performed to identify the sources of all relevant errors and to evaluate their magnitude. The droplet velocities ranged from 10.3 to 13.3 m/s with average uncertainty of ${\pm}1.6m/s$, which is ${\pm}14%$ of the mean droplet velocity. Compared with relatively small uncertainties of velocity components in the normal direction to the optical axis, the uncertainty of the optical axis component is ${\pm}3.6m/s$. This is due to the long depth of field of droplet images in the optical axis, which is inherent feature of holographic system using forward-scattering object wave of particles.

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홀로그래피를 이용한 분무 액적 속도 측정시스템 개발을 위한 실험적 검증 (Experimental Validation for the Development of Holographic Particle Velocimetry System for Spray Droplets)

  • 강보선;오대진;추연준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권4호
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    • pp.539-546
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    • 2002
  • The Holographic Particle Velocimetry system can be a promising optical tool leer the measurements of three dimensional particle velocities. In this research, validation experiments for the development of holographic particle velocimetry system for spray droplets were conducted with measuring the velocities of glass beads on a rotating disk. Uncertainty analysis was performed to identify the sources of all relevant errors and to evaluate their magnitude. The measurement results of distance between glass beads, size, and velocities obtained with holographic method are compared reasonably well with the known values within acceptable range of errors.

Dual Beam LDV 의 數密度 에 관한 硏究 (A study on the number density in a dual beam LDV)

  • 이기백;주은선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.788-794
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    • 1985
  • 본 논문에서는 유동산란입자들을 1개에서 35개까지 불규칙 상태로 배열한 13 가지의 모델을 만들어 probe volume 속으로 횡단시키므로 나타나는 신호를 분석하여 수밀도와 가시도에 대한 실험적 관계를 파악하고 이를 이론식과 비교검토하고자 했다. 또한 두 입자의 간격을 좁혀가면서 실험하므로 간섭무늬에 대한 두 입자의 입상차가 합성신호특성에 중요 파라미터임을 확인했다.

디지털 홀로그래픽 입자유속계를 이용한 미세곡관 내부유동 측정 (Measurement of Flow inside Curved Microtube Using a Digital Micro Holographic Particle Velocimetry)

  • 김석;이상준
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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    • pp.116-118
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    • 2007
  • Three-dimensional (3D) velocity field information of a laminar flow in a curved micro tube of circular cross-section has been measured using a digital micro holographic particle tracking velocimetry (HPTV). The temporal evolution of instantaneous velocity field of a water flow in a curved micro tube of $100\;{\mu}\;m$ and $300\;{\mu}\;m$ in inner diameter was obtained. The 3D mean velocity field distribution was obtained quantitatively by statistical-averaging of instantaneous velocity fields. At low Dean number (De), a secondary flow was not generated in the curved tube. With increasing Dean number, the secondary flow constituted of two large-scale counter-rotating vortices was formed due to enhanced centrifugal force. To reveal the flow characteristics of high Dean numbers, trajectories of fluid particles were evaluated experimentally from the 3D velocity fields data measured by the HPTV technique. The present experimental results, especially the 3D particle trajectories, would be helpful to design and to understand the mixing phenomena in 3D curved passages of various curved micro-tubes or micro-channels.

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Engelund-Hansen의 공식을 이용한 하상변동 수치모의 (Numerical Simulation about Bed Elevation Change using the Equation of Engelund-Hansen)

  • 이현석;조형진;김용국;박경원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.303-303
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    • 2015
  • 하천에서의 유사이송은 하상의 변화를 야기 시키고 하천의 흐름특성에도 영향을 미치는 주요 현상이다. 유사이송은 하상을 구성하고 있는 모래나 점토질 입자가 물의 흐름을 따라 이동하는 것을 의미하는데, 유사 입자가 균일하지 않고 재질 또한 다양하여 입자에 작용하는 외부 힘을 계산하기 힘들기 때문에 유사 이송을 예측하기에는 많은 어려움이 있다. 이런 이유로 좀 더 확실한 유사이송량을 추정하기위한 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 1967년 Engelund와 Hansen에 의해서 개발된 공식을 이용하여 하상변동을 계산하였다. Engelund-Hansen 공식은 총유사량을 산정하는 과정에서 부유사량과 소류사를 구분하여 계산한다. 이 공식은 유사이송 함수를 유도하기 위해 수류력 개념과 상사원리를 이용하였다. 본 연구는 대상유역으로 금강 백제보 인근 10 km 구간을 선정하였고, 모의는 2014년도에 생산된 수문자료를 이용하였다. 유사이송은 대부분이 빠른 유속이 발생하는 홍수기에 집중된다. 그러므로 보다 정확한 하상변동을 파악하기 위해서는 홍수기를 포함한 장기간의 계산이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 모의기간을 365일로 결정하였다. 모의결과는 금강을 가로지르는 백제보가 하천의 흐름변화를 야기함에 따라 하류에서는 국부적인 세굴이 발생하는 것으로 나타났다. 특히 가동보 직하류에서 비교적 많은 세굴이 발생하였고 세굴 된 유사는 인근에 퇴적이 되고 있음을 알 수 있었다. 이런 국부적인 하상변동은 생태계의 불균형을 가져올 수 있으며, 하천구조물의 내구성을 약화시키는 요인으로 작용한다. 그러므로 이러한 재해를 예방하기 위해서는 하상변동의 예측이 필수적이다.

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Single Plane Illumination Microscopy - MicroPIV를 이용한 버블 유동에서 외부 자계 영향을 받는 자성입자 가시화 (Flow Visualization of Magnetic Particles under the external magnetic field in bubbly flow using Single Plane Illumination Microscopy - MicroPIV)

  • 이창제;조경래;이상엽
    • 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.

이매패의 생물정화 기작을 이용한 마산만의 수질개선방안 (Water quality management by bio-purification of bivalve, Mytilus galloprovincialis, in Masan Bay)

  • 홍석진;엄기혁;장주형;박종수;김동명;권정노
    • 한국습지학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.71-84
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    • 2007
  • 마산만은 한국의 대표적인 반 폐쇄성 내만으로 유속이 느리며, 해수의 순환이 제한되어 입자물질의 침강이 주로 일어나고 있다. 특히, 육상기원 오염물질 유입은 환경오염문제를 일으켜, 부영양화, 적조, 저층 빈산소 현상 등의 문제가 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 생태계 모델을 이용하여, 이매패류를 포함하는 생태계 시스템에서 물질순환 과정의 계산을 수행하였으며, 여과식자인 이매패류에 의한 COD와 식물플랑크톤 같은 입자유기물질의 제거 효과도 계산하였다. 또한, 이매패류 양식장의 입식위치와 입식량을 산정하여, 생물학적 수질관리에 적용하고자 하였다. 모델결과에서, 최적 입식위치는 해양 물리적 과정을 참고로 하여 식물플랑크톤의 집적이 일어나는 곳을 선정하였으며, 최적 입식밀도는 35 개체/$m^{-3}$였고, 최적 입식 면적은 약 500 ha로 나타났다. 이매패류가 최적의 성장을 보인다고 가정하면, 육상부하의 삭감에 관한 노력 없이도 수중의 COD 농도의 18%의 개선효과가 나타났다.

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