• 제목/요약/키워드: 유동의 가시화

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가시화를 이용한 SI 엔진의 연소 진단

  • 엄인용
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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    • pp.115-154
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    • 2005
  • SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.

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LIC 기반의 유동 가시화 기법에 대한 조사 연구 (Survey on the LIC based flow visualization)

  • 이중연
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2007년도 추계 종합학술대회 논문집
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    • pp.530-534
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    • 2007
  • 유동 가시화란 가시화 기술의 한 영역으로, 벡터 데이터를 2차원 또는 3차원의 형태로 시각적으로 표출하는 것을 말한다. 즉, 일반적으로 벡터 데이터는 (x, y, z)의 형식으로 이루어져 있는 수열의 집합인데, 이를 사람이 그 특징을 쉽게 인지할 수 있도록 그림 또는 애니메이션으로 표시하는 것을 말한다. 유동 가시화는 가시화 기법, 대상 데이터의 차원, 대상 유동의 종류 등 여러 가지 기준으로 분류가 가능하다. 가시화 기법은 크게 직접 기법, 인티그레이션(integration) 기법, 파생 데이터 기반 기법 등으로 나눌 수 있고, 데이터의 차원은 2차원, 2.5차원, 3차원 등으로 구분할 수 있으며, 유동의 종류는 일정한(steady) 유동과 불규칙한(unsteady) 유동으로 나눌 수 있다. 이러한 유동 가시화는 그 종류가 매우 많고 다양한데, 본 논문에서는 대표적인 인티그레이션 기법인 LIC 기법에 초점을 맞추고 각 기법들을 데이터의 차원으로 분류하고 각 기법의 장단점을 논하고자 한다.

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유동의 가시화를 위한 컴퓨터 그래픽스

  • 신병록;대궁사구명
    • 기계저널
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    • 제32권2호
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    • pp.201-209
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    • 1992
  • 유동의 가시화를 위한 CG와 애니메이션에 대하여 설명하였다. CG처리를 위해서는 대형 컴퓨터 보다도 워크 스테이션(WS), 특히 3차원 그래픽스 기능을 갖춘 GWS가 훨씬 편리하다. GWS와 CG용 소프트 웨어는 최근 몇 년 사이에 눈에 띄게 발전하여 일본의 경우만 하더라도 20여 사 에서 100여 종에 가까운 GWS가 판매되고 있다. 그러나 이것들에 사용되고 있는 CPU는 R3000, R6000, MC68040, MC88100, PA-RISC, SPARC, POWER-아키텍춰 등으로 비교적 그 수가 적고, 사용된 CPU에 따라 대개의 성능이 결정된다. 유동의 가시화를 위한 소프트웨어도 상당한 수가 판매되고 있고, 또 대부분 범용성이 있어 쉽게 사용할 수 있는 것들이 많다. 이와 같은 추세로 금후 CG에 의한 유동의 가시화가 자연적으로 확대 이용되어 갈 것이고, 가시화기술 발전 또한 가속될 것으로 보인다.

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GPU를 이용한 2차원 영상 기반 유동 가시화 기법의 가속 (Acceleration of 2D Image Based Flow Visualization using GPU)

  • 이중연
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2007년도 추계 종합학술대회 논문집
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    • pp.543-546
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    • 2007
  • 유동 가시화란 가시화 기술의 한 영역으로, 벡터 데이터를 2차원 또는 3차원의 형태로 시각적으로 표출하는 것을 말한다. 즉, 일반적으로 벡터 데이터는 (x, y, z)의 형식으로 이루어져 있는 수열의 집합인데, 이를 사람이 그 특징을 쉽게 인지할 수 있도록 그림 또는 애니메이션으로 표시하는 것을 말한다. 유동 가시화 기법에는 여러 가지가 있지만 영상 기반 유동 가시화 기법(IBFV)은 현존하는 조밀한 인티그레이션 기법들 중 가장 빠른 기법 중 하나이다. 본 논문에서는 GPU를 이용해서 영상 기반 유동 가시화 기법을 가속하고 이를 구현했는데, 특히, 메쉬어드벡션 (mesh advection)을 꼭지점 프로그램을 이용해서 가속했다.

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컴퓨터 그래픽을 이용한 유동의 가시화 (Visualization of Calculated Flow Fields Using Methods of Computer Graphics)

  • 한순흥;이경호;이규옥
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.7-17
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    • 1992
  • 전산유체역학의 발달과 함께 그 계산결과를 가시화하기 위한 기술이 필요해졌으며, 여러 분야의 비슷한 요구를 충족시키기 위해 이용되고 있는 자연과학의 가시화 기술이 유동의 가시화를 위해 연구되었다. 이를 위해 근래에 다양한 분야에서 연구개발되고 있는 가시화 기술들을 조사하여 분석 및 비교하였고, 이것을 토대로 유동의 가시화에 적합한 기술을 선정하였다. 또한, 곡면조각을 부분적으로 생성해 내는(Surface Tiling) 방법으로 분류될 수 있는 등가면의 생성 알고리즘이 고안되었다. 실제의 가시화 시스템을 구현하기 위하여 국제표준인 PEX로 그래픽 개발환경을 선택하여 가시화 시스템이 개발되었으며, 개발된 가시화 시스템의 검증을 위해 잘 알려진 몇가지 유동에 대하여 가시화를 시도하였다.

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3차원 유동내에서 다양한 유동가시화 기술의 응용 (Application of various flow visualization techniques on complicated three-dimensional flows)

  • 정진택
    • 기계저널
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    • 제33권9호
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    • pp.803-810
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    • 1993
  • 벽면에서의 전단응력 분포와 유동장 내에서의 3차원 유동 요소를 추적하는 유동가시화 기법중 에서 몇 가지를 그 응용 예와 함께 살펴보았다. 3차원 유동의 주요 특징들과 한계유선(limiting streamlines)을 관찰하기 위해서는 oil and lampblack 기법이 충분하나 유속이 작거나 유동의 방향이 분명하지 않은 곳에서는 ink dot 기법을 적용하는 것이 좋다. Oil and lampblack 기법은 실험하고자 하는 유동의 조건에 따라 기름과 분말의 혼합비, 기름의 점도 등을 잘 선택하여야 한다. 안장점(Saddle point) 이나 재부착선(reattachment line)과 같이 성격상 중요한지점을 찾기 위해서는 털실 프로브(single tuft probe)가 유용하게 쓰이며, 이는 또 유동내에서 와동의 존재와 위치를 찾는데 쓰이기도 한다. 수치해석 결과 얻을 수 잇는 속도벡터와 같이 비교적 넓은 유동 장을 한눈에 관찰하기 위해서는 털실 격자망 (tuft grid)을 사용할 수 있으며 각 털실은 그 지 점세서의 유동의 방향과 그 안정성(steadiness)를 나타내준다. 이러한 유동가시화 방법들은 각 유동의 특성에 맞는 적절한 조건을 맞추기 위해서 많은 시행착오를 거쳐야 하며, 하나의 만족 스러운 결과를 얻기 위해서는 많은 기술과 시간과 연습을 요구하고 있어서 다른 정량적인 측정 기술과 더불어 커다란 노력과 관심을 기울여서 발전시켜야만 할 것이다.

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대용량 유동해석 데이터에서의 중요도 기반 스트림라인 생성 방법 (Method for Importance based Streamline Generation on the Massive Fluid Dynamics Dataset)

  • 이중연;김민아;이세훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.27-37
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    • 2018
  • 스트림라인 생성은 유동해석 데이터에서 유동의 흐름을 해석하기 위한 대표적인 가시화 기법이다. 그러나 효과적인 스트림라인 배치를 위한 씨드 포인트의 위치를 결정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 한편, 대용량의 유동해석 데이터에서 씨드 포인트 결정과 스트림라인 생성 계산은 매우 오랜 시간을 필요로 한다. 본 논문에서는 효과적인 스트림라인 배치를 위해 유동해석 데이터의 중요도를 기반으로 한 씨드 포인트 결정 방법과 분산병렬 가시화 시스템 환경에서의 병렬 처리 기법을 제안한다. 또한, GLOVE 가시화 시스템에서 실제 유동해석 데이터를 이용한 구현 결과를 소개하고 이를 통해 본 논문의 제안 방법을 검증하고자 한다.

표면 습윤성에 따른 마이크로 채널 내 유동 연구 (Study on Flow by Surface Wettability in Micro-channel)

  • 금현준;김지훈;변도영;이석한;고한서
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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    • pp.66-70
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    • 2007
  • 현재 많은 연구들이 작은 크기에 여러 공정을 집적시킬 수 있는 장점을 가진 마이크로 장치의 개발과 활용에 집중되고 었다. 마이크로 장치에서 가장 중요한 것은 미세 유동의 효율적인 제어이다. 본 연구에서는 마이크로 장치에 직접 적용 가능한 표면 개질 된 마이크로 채널의 유동에 대하여 고려하였다. 표면 개질(surface treatment)은 물리적, 화학적인 작용을 통해서 채널 내부 표면의 습윤성을 변화시켜 유동을 제어하는 방법이다. 친수성(glass)을 가지는 마이크로 채널 내부의 일부를 소수성(teflon)으로 개질 후, 고속카메라를 이용하여 채널 내부를 흐르는 유체의 유동 경계면 변화를 분석하였다. 또한 유동 해석을 위한 상용 코드(CFD-ACE)를 이용하여 유동에 대한 수치 해석을 진행하여 가시화된 실험 결과와 비교 분석하였다. 실험 결과와 수치 해석 결과를 통해, 친수성과 소수성 표면 배열에 따른 일시적인 유동 변화를 관찰하였다. 본 연구 결과를 통해 마이크로 채널 유동의 최적화 상태를 찾을 수 있으며, 보다 용이한 미세 유동 제어가 가능하다.

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미세수적과 레이저 평면광에 의한 와류장의 가시화 연구 (Investigation of Vortical Flow Field Visualization by Micro Water Droplet and Laser Beam Sheet)

  • 이기영;손명환
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.55-62
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    • 2002
  • 미세수적과 레이저 평면광을 사용하여 새로운 유동의 가시화 방법을 제안하였다. 미세수적은 약 5 내지 $10\mu\textrm{m}$ 크기로 가정용 초음파 가습기를 사용하여 생성시켰다. 조명은 3 W의 알곤 이온 레이저와 원통형 렌즈를 사용하여 레이저 평면광을 특정 와류장 단면에 형성시켰다. 이와 같은 새로운 유동의 가시화 방법을 측정부의 크기가 $0.9 m(W){\times}$0.9 m(H){\times}2.1 m(L)$$인 공군사관학교의 소형 풍동을 통하여 적용하였다. 가시화 결과를 통하여 미세수적을 이용한 새로운 가시화 방법이 풍동실험에 적용하기에 비교적 용이하며, 안전한 방법임을 보였다. 아울러 이 방법은 일반적으로 풍동실험에 적용되고 있는 스모크 가시화의 단점들을 보완함은 물론, 좀 더 높은 유동속도에서도 적용할 수 있었다.