The pressure drop characteristics of air particle flow in a powder transport piping system were analyzed in this study. The pressure drop characteristics of air particle flow in the piping system have not well understood due to the complexibility of particle motion mechanism. Particles or powders suspended in the air flow cause the increase of the pressure drop and affect directly transport efficiency. In this study, the pressure drop in a powder transport piping system was analyzed with interactions of air flow and particle motion in straight and curved pipes. The total pressure drop increased with pipe length, mixture ratio, and friction factor of particles because of increased friction loss of air and particles in the piping system. For the coal powders of $74{\mu}msize$ and powder-to-air mass mixture ratio of 0.667, the total pressure drop under the consideration of powders and air flow was calculated as much as 30% higher than that air flow only.
A stable rotational-to-linear motion transformation structure using a driving mechanism with 2 degrees of freedom was developed for an orthogonal mechanism to prevent the interference of each axis in 2D motion. In this mechanism, a step motor was used for precise position control. This structure was developed to maneuver workparts in micro particle blast machining experiments. To determine the real-time performance of micro particle blast machining, the control, input, and output were operated simultaneously and precise position control was implemented, using a timer interrupt with multiple execution codes. The two step motors obtained precise position control by removing backlash with a ball-screw mechanism. The device has menu-type control codes for user-friendliness, and real-time sequence control was simultaneously adopted for user control input.
In this research, experimental studies leave been performed on the hydrodynamic interaction between a spherical particle and a plane wall by measuring the force between the particle and wall. To approach the system as a resistance problem, a servo-driving system was set-up by assembling a microstepping motor, a ball screw and a linear motion guide for the particle motion. Glycerin and dilute solution of polyacrylamide in glycerin were used as Newtonian and non-Newtonian fluids, respectively. The polymer solution behaves like a Boger fluid when the concentration is 1,000 ppm or less. The experimental results were compared with the asymptotic solution of Stokes equation. The result shows that fluid inertia plays all important role in the particle-wall interaction in Newtonian fluid. This implies that the motion of two particles in suspension is not reversible even in Newtonian fluid. In non-Newtonian fluid, normal stress difference and viscoelasticity play important roles as expected. In the dilute solution weak shear thinning and the migration of polymer molecules in the inhomogeneous flow field also affect the physic of the problem.
The motion of a small, heavy rigid particle in the shear flow on a stationary wall is investigated in the context of Stokes flow. The lift force proposed by Saffman(1965) and later modified by Mclaughlin(1991) and Mei(1992) is considered in the prediction of the particle motion far away from the wall. Later, the expression of the lift force is modified to take into account the effect of wall(Cherukat and Mclaughlin, 1994). In the analysis the gravity and buoyancy effect are also taken into account. An analytical and numerical results for the terminal velocities and trajectories of the particle after the enough lapse of time are presented.
The effects of an anti-rolling tank (ART) on vessel motions were numerically investigated. The potential-based BEM vessel motion simulation program and particle-based computational fluid dynamics program were dynamically coupled and used to perform a simulation of vessel motions with ART. From the time domain simulation results, the response amplitude operators for sway and roll motions were obtained and compared with the corresponding experimental and numerical results. Because the main purpose of ART was only to reduce roll motions, it was important to show that the natural properties of a floating vessel were not changed by the effects of ART. Various ART filling ratios and several ART positions were considered. In conclusion, ART only reduced the roll motion regardless of its filling ratio and position.
파티클 필터는 비선형 비가우시안 추정 문제에 매우 효과적인 수단으로 비디오 영상에서 객체를 추적하는 경우에 널리 이용되어왔다. 하지만 객체의 이동이 심한 경우 객체의 추적을 위해서는 매우 많은 개수의 파티클이 있어야 하므로 계산량이 크게 증가하게 된다. 본 논문에서는 프레임간의 객체 이동이 상당히 크게 이루어지는 low frame rate(LPR) 비디오에서 차량의 추적을 위하여 모션 벡터를 이용한 개선된 파티클 필터 추적 방법을 제안하고 실험을 통하여 성능을 평가하였다. 제안한 파티클 필터에서는 selection 단계와 observe 단계의 두 단계에서 모션 벡터를 적용하였다. 실험 결과 제안한 방법은 LPR 영상에서 기존의 파티클 필터가 객체의 추적에 실패하는 경우에도 성공적 추적이 가능하며, 추적의 정확도 또한 향상되었음을 보여주었다.
본 논문에서는 교류전압 인가시 모의 GIS내에 존재하는 금속이물의 거동현상에 대해 연구하였다. 평행평판 전극을 내장한 가스챔버를 설계·제작하고, 전국내 선형 및 구형의 금속이물에 대해 부상전압을 계산 및 측정하였다. 또한 각각의 금속이물에 대전되는 전하량을 계산하였다. 고속카메라를 이용하여 금속이물의 종류 및 인가전압에 따른 거동양상과 부상시간, 부상높이 등의 거동특성을 분석하였다. 전계인가시 금속이물의 대전 전하량은 금속이물의 크기에 따라 증가하며, 부상전압은 서형 및 구형 금속이물의 직경에 큰 양형을 받는 것으로 나타났다. 금속이물의 부상이후 부상전압 부근의 전압에서의 선형 금속이물은 후 전극과 거의 수직인 상태로 상하 왕복운동을 하며, 거의 수직상태로 움직이는 거동 형태를 나타내었다. 절연파괴전압에 가까운 전압에서는 금속이물은 부상 중에 수회 수직회전을 반복하며, 장시간 부유하였다.
등방성 난류에서 부유된 무거운 입자의 운동에서, 입자의 회전이 고려되었을 때 입자의 분산 특성에 나타난 변화를 살펴보았다. 입자의 회전을 고려함으로 인해 추가로 고려되는 양력은 그 크기가 작은 것으로 알려져 있고, 따라서 많은 연구에서 회전에 의한 효과는 무시되었다. 본 연구에서는 라그랑지안 기법으로 추적한 입자의 궤적에 미치는 양력의 크기를 속도와 가속도의 자기상관함수 및 확률밀도함수를 통해 정량적으로 살펴보았다. 속도 통계량에서는 양력에 의한 효과가 무시할 만 했으나, 가속도와 관련된 통계는 양력에 의한 영향이 있는 것으로 확인되었다. 난류의 가속도는 간헐성을 띄며, 간헐적인 특성은 난류 구조와 관련이 있다는 것이 알려져 있다. 따라서 입자에 작용하는 양력과 난류구조에 연관성이 있다는 유추가 가능하다.
본 연구에서는 이런 점들을 고려, 난류유동장 내의 실제 입자운동을 좀더 사 실에 가깝도록 해석할 수 있는 모델을 제시하여 아직 실험에 의존하고 있는 관계분야 에 그 이론적 응용범위를 넓히는데 그 목적을 두었따. 본 연구의 목적상 입자가 존 재하는 난류장의 통계적 특성은 이미 알고 있는 것으로 가장하였으며 유체 내의 입자 농도가 충분히 낮고 입자의 크기가 충분히 작아서 입자가 유동장에 미치는 영향은 무 시할 수 있다고 간주하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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