언덕이 있는 하상유동 계측을 통한 PIV기법의 수력학적 적용연구

Application of PIV in the Flow Field Over a Fixed Dune Bed

반복적으로 나타나는 고정된 이차원 모래언덕에 의하여 생성되는 난류유동장을 해석하기 위하여 PIV 기법을 적용하였다. PIV 기법의 사정을 위하여 LDV 실험자료와 결과를 비교하였는데 유동박리 및 큰 전단유동 영역에까지 좋은 결과를 보여주었다 레이저 시트로 조사된 이차원 단면의 흐름을 이미징 테크닉으로 해석하는 PIV 방법이 갖는 고유의 단점들을 완전히 해결하지는 못하였으나, 전체적으로 LDV 결과와 매우 잘 일치하고 있었으며 특히 Two-point correlation 이나 Quadrant analysis와 같이 고차항까지를 추적할 수 있었다 특히 기존의 일점계측법으로는 해석이 불가능한 순간유동장의 가시화 및 정량화가 가능하였으며 Time-series로 변환시킨 PIV 데이터의 신뢰성도 확인이 가능하였다. 추후 토사이동과 같은 복잡한 유동해석에도 본 기법을 그대로 활용할 수 있으리라 기대한다.

The assessment of PIV to measure the mean velocity and turbulence was carried out over a train of fixed two-dimensional dunes. The agreement between the PIV and LDV is good enough even in regions of flow reversals and high shear. Though limited in the wall normal direction field-of-view, PIV provides instantaneous flow fields, which reveal the complex nature of flow over dunes, as well as more sophisticated analyses such as two-point space correlation and quadrant analysis with a reasonable accuracy The present study is expected to be directly applied to more complex flow such as sediment transport.