• Journal of Navigation and Port Research
• /
• v.35 no.10
• /
• pp.805-810
• /
• 2011

An experiment was carried out to figure out the instantaneous flow characteristics in the wake of the transom stern's 2-dimensional section by 2-frame grey level cross correlation PIV method at $Re=3.5{\times}103$, $Re=7.0{\times}103$. The stern angles of models were learning at $45^{\circ}$(Model "A"), $90^{\circ}$(Model "B") and $135^{\circ}$(Model "C") respectively based on the survey results of real ships. The depth of wetted surface is 40mm from free surface. As Reynolds number increases, vortices increase in volume and move their way to the downstream. Flow separation appeared at the end of model's bottom.

• Journal of Navigation and Port Research
• /
• v.32 no.10
• /
• pp.771-776
• /
• 2008

The main purpose in having a control surface on a ship is to control the motion of it. It is the important element to determine the maneuvering characteristics of the ship. In this paper, the measured results has been compared with each other to predict the performance characteristics of flapped rudder's 2-dimensional section at $Re=3.0{\times}10^4$ using 2-frame grey level cross correlation PIV method. The side force of the rudder could be mainly improved by the lift force at 10 degrees angle of attack and the drag force at 20 degrees angle of attack. The separation point and boundary layer could be controlled by the change of the only flap's angle at 10 degrees angle of attack.

• Journal of Navigation and Port Research
• /
• v.32 no.6
• /
• pp.453-458
• /
• 2008

Flow characteristics of the control-rod-attached 2-dimensional circular cylinder was accomplished using by PIV techniques. model tests had been carried out with different diameters of control rods(d/D=0.1 through d/D=0.5). and the Reynolds number Re=15,000 based on the cylinder diameter(D=50mm) to predict the performance of the model and the two-frame grey-level cross-correlation method had been used to obtain the velocity distribution in the flow field. 50mm circular cylinder had been used during the whole experiments and measured results had been compared with each other. The measured results have been compared with each case. therefore this article identifies not only the mean velocity profiles but also the control effects of the control rods.

• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.6-10
• /
• 2011

Experimental studies were carried out to investigate the effects on flame propagation of gasoline-air mixtures by different electrostatic discharge energies in a cylindrical chamber. Three different ignition energies were used: 1 mJ, 50 mJ and 98 mJ. In this work, a high-speed particle image velocimetry technique was applied to visualize the flow-field around ignition electrodes. It was found that as the ignition energy increased, the ignition kernel was different. The different ignition kernel caused different flame initiation. During the flame initiation, the higher ignition energy was applied, the higher flame speed was observed. However, with increasing time, the flame speeds were independent of the ignition energies used. Theses observed flame behaviors were similar to computational simulations shown in the literature. It was also found that as the ignition energies increased, the velocities of unburnt mixtures ahead of propagating flame fronts increased.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.72-72
• /
• 2015

최근 이상기후로 집중호우와 강우패턴이 변화하고 있다. 하지만 변화하는 환경을 고려하지 않은 내배수시설 설계로 내수 침수 피해가 증가하여 인명 및 재산 피해가 급증하고 있다. 이에 도시지역의 내수침수에 대한 대책으로 재내지의 초과 우수를 하천으로 강제 배수시키기 위한 빗물펌프장의 역할이 점점 중요해지고 있다. 도심지역의 집중호우에 대응하기 위해서는 빗물펌프장의 목표 배수량을 실제 배수할 수 있는지에 대한 여부가 도시지역의 내수침수를 효율적으로 방어하는데 있어 중요한 요소가 될 것이다. 하지만 현재 빗물펌프장의 설계 시 펌프 흡입부 내 흐름특성을 고려하지 못하고 있어 펌프의 효율에 대한 불확실성이 큰 것이 사실이다. 따라서 펌프 가동 시 흡입부 주변의 흐름특성에 대한 연구가 필요하다. 기존 펌프 흡입부의 실험적 연구에서는 색소를 이용한 vortex의 생성 위치 및 경향을 정성적으로 파악하거나 ADV등의 유속계를 이용하여 흡입부 주변의 흐름특성을 지점별로 분석하는 연구들이 수행되었다. 하지만 빗물펌프장의 펌프 흡입부 주변의 흐름은 펌프 가동에 따라 매우 복잡한 와류가 발생하기 때문에 이를 방지하기 위해서는 정량적인 유속장 분석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 비접촉식 유속 측정이 가능하고 유속장 측정이 가능하다는 장점을 갖고 있는 입자영상유속계(PIV: Particle Image Velocimetry)를 이용하여 펌프 흡입부 주변의 흐름특성을 분석하였다. 펌프 흡입부의 흐름특성을 분석한 결과 흡입관 내 유속분포의 편중 현상에 접근유속의 영향이 큰 것으로 나타났다. 또한 흡입유속에 비해 접근유속이 빠른 경우 흡입관 내 유속분포는 상류측에서 횡방향 와류가 발생하여 흡입에 방해가 되는 것을 확인하였고, 하류측으로는 흡입 방향으로 유속이 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 향후 펌프 흡입관내 상류측부분의 와류를 감소시키기 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.454-454
• /
• 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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.73-73
• /
• 2017

최근 기후변화에 따른 집중호우로 도시홍수의 피해가 급격히 증가하고 있다. 특히 인구가 밀집하고 교통량이 많은 대도시의 경우 동일한 호우에 대하여 녹지나 농경지 등에 비해 그 피해가 더 심각하다. 일반적으로 홍수 피해의 직접원인은 외수로 인한 피해와 내수로 인한 피해로 크게 구분할 수 있다. 외수피해는 주로 소하천 및 지천의 범람, 제방의 붕괴 등으로 발생한 것이며 내수피해는 배수로, 하수도 및 펌프장의 내수배제능력 부족이 주된 원인이다. 따라서 도시홍수를 효과적으로 방어하기 위해서는 우선적으로 내배수시설의 성능개선이 선행되어야 할 필요가 있다. 이러한 내배수 시설 중 빗물펌프장은 흡수조로 우수를 유도한 후 펌프를 이용하여 하천으로 배수하고 있다. 우수를 원활히 하천으로 배수하기 위해서는 흡수조 내 흐름이 안정적으로 형성되어야 한다. 하지만 갑작스런 폭우 등으로 인하여 우수가 짧은 시간에 집중될 경우 흡수조 내에서 빠른 유속과 불규칙한 흐름이 발생하여 와류가 생성된다. 이러한 와류는 펌프 입구로 공기를 유입시켜 효율 저하의 원인이 되며, 공동현상을 발생시켜 펌프의 손상을 초래하기도 한다. 따라서 와류발생 저감장치(Anti-Vortex Device)를 설치하여 와류의 생성을 억제하고자 하는 연구들이 수행되었으며, 그 결과 다양한 형태의 와류발생 저감장치가 소개되었다. 하지만 와류발생 저감장치의 명확한 설계기준이 제시되어 있지 않으며, 와류발생 저감장치를 설치하였을 때 효율이 얼마만큼 증가하는가에 대한 실험적인 자료가 제시되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 원뿔 형태의 와류발생 저감장치 설치 전 후의 흐름특성을 분석하여 원뿔형태의 와류발생 저감장치가 흐름안정에 얼마나 효과가 있는지를 확인하기 위하여 PIV(Particle Image Velocimetry) 기법을 이용한 유속분포와 와도를 분석하여 흐름 안정 효과를 정량적으로 검토하였다. 그 결과 와류 발생을 저감할 수 있었으며, 정량적으로 와도가 감소하여 펌프 흡입량이 증가됨을 확인하였다. 향후 추가적으로 다양한 형태의 와류발생 저감장치에 대한 효과를 검토한다면 최적의 펌프 흡수조 설계에 도움이 될 것으로 기대한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.52 no.5
• /
• pp.897-907
• /
• 2020

The flow characteristics of reactor fuel assembly always intrigue the designers and the experimentalists among the myriad phenomena that occur simultaneously in a nuclear core. In this work, the visual experimental method has been developed on the basis of refraction index matching (RIM) and particle image velocimetry (PIV) techniques to investigate the detailed flow characteristics in China fast reactor fuel subassembly. A 7-rod bundle of simulated fuel subassembly was fabricated for fine examination of flow characteristics in different subchannels. The experiments were performed at condition of Re=6500 (axial bulk velocity 1.6 m/s) and the fluid medium was maintained at 30℃ and 1.0 bar during operation. As for results, axial and lateral flow features were observed. It is shown that the spiral wire has an inhibitory effect on axial flow and significant intensity of lateral flow mixing effect is induced by the wire. The root mean square (RMS) of lateral velocity fluctuation was acquired after data processing, which indicates the strong turbulence characteristics in different flow subchannels.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.29 no.6
• /
• pp.642-647
• /
• 2018

Gas compressors are mostly driven by motors. It is important to measure the power of motors to evaluate their power efficiency, because the mechanical loads of gas compressors are always varied. In order to measure the power given to the driving motors, the torque should be measured. Manufacturers of compressors usually use the torque data to calculate the compressors qualities such as power consumption, efficiencies and failures. In general, measurements for the shaft torque of the compressors have been based upon contact types, strain gauges. In the cases of larger compressors, the contact type of strain gauges have several disadvantages such as large size and high cost. In this study, a relatively inexpensive and simple torque sensing technique that is not restricted to shaft diameter is introduced using visualization technique. Particle image velocimetry (PIV) has been adopted to complete non-contact torques measurements for rotating motors. In order to compare the performance of the newly constructed torque measurement technique, torque measurement by a transducer based on MEMS technology has been performed simultaneously during experiments.

• Resources Recycling
• /
• v.32 no.2
• /
• pp.33-42
• /
• 2023

Metal emulsions have been studied for several decades as a method of increasing the efficiency of the steelmaking process. This study was performed using a water model, observable at room temperature, to compensate for the disadvantages of the high-temperature experiment, the results of which are difficult to observe visually. As a substitute for metal-in-slag emulsions, experiments were conducted by dropping distilled water into silicone oil and comparing the results with the results of a calculation by momentum balance equations. The descending velocity of the water droplet decreased as the diameter of the droplet and viscosity of the fluid (silicon oil) increased. To simulate the descending velocity of a water droplet in silicon oil under stirring conditions, the flow rate of the fluid (silicon oil) was measured by particle image velocimetry (PIV) methods. The calculation of the descending velocity of the water droplet was in good agreement with the measured values, with and without stirring a viscous silicone oil.