• 제목/요약/키워드: 입자추적기법

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입자 추적 기법을 활용한 에어로졸 제트 프린팅 공정의 분사 특성에 대한 CFD 해석적 분석 (CFD Analytical Analysis of Jetting Characteristics in Aerosol Jet Printing Process Using Particle Tracking Technique)

  • 정상민;박승운;최의근;오수빈;이철희
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제21권1호
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    • pp.8-15
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    • 2024
  • This thesis investigates the jetting characteristics of an aerosol jet printing (AJP) process as a function of design and operating conditions. The governing equations of the AJP system are derived for experimentation and analysis. To understand the characteristics of the AJP system, it analyzes the jetting characteristics as a function of the flow rate of the carrier gas and the sheath gas, and the variation of the linewidth with the nozzle exit size based on particle tracking. The thesis focuses on computational fluid dynamics (CFD), which is a computer simulation. The particle tracking results obtained by CFD were analyzed using MATLAB. CFD analytical models can be analyzed in environments with different conditions and consider more specific situations than mathematical computational models. The validity of the CFD analysis is shown by comparing the experimental results with the CFD analysis.

입자 추적 기법을 활용한 에어로졸 제트 프린팅 공정의 분사 특성에 대한 CFD 해석적 분석 (CFD Analytical Analysis of Jetting Characteristics in Aerosol Jet Printing Process Using Particle Tracking Technique)

  • 정상민;박승운;최의근;오수빈;이철희
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제21권2호
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    • pp.8-14
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    • 2024
  • This paper investigates the jetting characteristics of an aerosol jet printing (AJP) process as a function of design and operating conditions. The governing equations of the AJP system are derived for experimentation and analysis. To understand the characteristics of the AJP system, this thesis analyzes the jetting characteristics as a function of the flow rate of the carrier gas and the sheath gas, and the variation of the linewidth with the nozzle exit size based on particle tracking. This thesis focuses on computational fluid dynamics (CFD), which is a computer simulation. The particle tracking results obtained by CFD were analyzed using MATLAB. CFD analytical models can be analyzed in environments with different conditions and consider more specific situations than mathematical computational models. The validity of the CFD analysis is shown by comparing the experimental results with the CFD analysis.

CFD를 이용한 테일러 반응기의 유동 특성에 관한 수치적 연구 (Numerical Study on Fluid Flow Characteristics in Taylor Reactor using Computational Fluid Dynamics)

  • 이승호;심규환;전동협
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권1호
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    • pp.9-19
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    • 2016
  • 본 연구는 테일러 반응기내 각속도와 유입속도 변화에 따른 테일러 유동의 변화와 입자의 체류시간 변화를 전산수치해석 기법을 이용하여 알아보았다. 반응기내 유동은 각속도가 증가함에 따라 점점 불안정해지는 경향을 보였다. 유동은 레이놀즈 수의 증가에 따라 CCF, TVF, WVF, MWVF 영역으로 이동하게 되고 각 영역에서 상이한 유동특성을 보였다. 유입속도의 변화가 테일러 유동에 영향을 주는 것을 확인하였다. 각속도가 빠를수록, 그리고 유입속도가 느릴수록 입자의 체류시간과 표준편차는 증가하였다.

디지털 holographic PTV 측정을 위한 디지털 영상처리기법에 관한 연구 (Digital image processing techniques of digital holographic PTV measurement)

  • 김석;이상준
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1-5
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    • 2005
  • The digital HPTV velocity field measurement consists of four steps: recording, numerical reconstruction, particle extraction and velocity extraction. In the velocity extraction process, we improved PTV algorithm to extract the displacement of particle each placed in 3D space. Because a digital recording device was used, some factors such as a spatial resolution, numerical aperture, and particle concentration can affect the performance of the digital HPTV. Especially, a particle concentration ($C_{o}$) affected tile reconstruction efficiency in numerical reconstruction and particle extraction process. In this paper, the reconstruction efficiency was analyzed experimentally with different particle concentration. Optimal reconstruction efficiency was shown in the range of $C_{o}$=$13\∼15$ particles/$mm^{3}$.

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PIV에서의 보간기법의 평가에 관한 연구 (A Study on the Evaluation of Interpolation Methods in PIV)

  • 최장운;조대한;최민선;이영호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제20권4호
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    • pp.90-100
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    • 1996
  • To maintain high spacial accuracy and rapid CPU time in interpolating data from grid to random position or inversely in PIV, proposed many technuques are compared and discussed mainly in terms of interpolating error and computing time. And artificial PIV atmosphere data is furnished by CFD result. First, for interpolation from grid to random position, multiquadric method gives the highest accuracy with the longest CPU time and Taylor series expansion methods give reasonable accuracy with less calculating load. Secondly, the sub-pixel resolution analysis in estimating the coordinates of the maximum correlation coefficients essential in the grey level correlation PIV reveal that 8-neighbours 2nd-order least square interpolation gives utmost accuracy in terms of the real flow conditions.

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PIV에서의 보간기법의 평가에 관한 연구 (A Study on the Evaluation of Interpolation Methods in PIV)

  • 최장운;조대환;최민선;이영호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제20권4호
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    • pp.412-412
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    • 1996
  • To maintain high spacial accuracy and rapid CPU time in interpolating data from grid to random position or inversely in PIV, proposed many technuques are compared and discussed mainly in terms of interpolating error and computing time. And artificial PIV atmosphere data is furnished by CFD result. First, for interpolation from grid to random position, multiquadric method gives the highest accuracy with the longest CPU time and Taylor series expansion methods give reasonable accuracy with less calculating load. Secondly, the sub-pixel resolution analysis in estimating the coordinates of the maximum correlation coefficients essential in the grey level correlation PIV reveal that 8-neighbours 2nd-order least square interpolation gives utmost accuracy in terms of the real flow conditions.

등방성 난류에서 입자의 회전에 의한 분산 특성의 변화 (Modification of Particle Dispersion in Isotropic Turbulence by Free Rotation of Particle)

  • 박용남;이창훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권7호
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    • pp.665-670
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    • 2010
  • 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.

순차적인 사후 추정에 의한 다중 차량 추적 (Multiple Vehicles Tracking via sequential posterior estimation)

  • 이원주;윤창용;이희진;김은태;박민용
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제44권1호
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    • pp.40-49
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    • 2007
  • 운전자를 위한 영상처리 시스템에서 도로 위의 움직이는 물체와 고정된 물체의 구분은 매우 중요한 문제이다. 많은 연구자들이 색상과 경계 기반의 추적 시스템은 'distracted' 현상으로 인해 잘못된 결과를 야기 시키는 데 이것은 동시에 모든 점들이 예상을 벗어난 경우에 대한 문제를 다루지 않기 때문이다. 본 논문에서는 순차적인 몬테카를로 필터를 사용하여 다중 차량 추적에 대응하며 광학적 흐름 기법의 명암 흐름과 히스토그램 기법의 색상 정보의 분포를 결합하여 실시간 시스템의 강인성과 정확성을 향상시킨다. 또한 고정된 물체의 경우 적응하는 입자 수의 밀도를 줄여 시간이 지남에 따라 추적 대상에서 제외된다. 두 개의 큰 흐름으로 나뉘는데 전자는 움직이는 물체와 고정된 물체를 구분하기 위한 예측 단계에 대하여 설명하고 후자는 센서인 영상으로부터 얻어진 정보를 측정 단계로 사용하여 겹쳐진 영역에 대응하는 방법에 대하여 논한다.

플랩러더 주위의 유동특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Flow Characteristic around a Flap rudder)

  • 김옥석;조대환;이경우;고재용
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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    • pp.277-282
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    • 2006
  • 선박에서 제어판를 가지는 주요목적은 선박의 운동을 제어하는 것이다. 제어판은 단동타나 고종판에 이동할 수 있는 부분을 혼합하여 사용되는 것으로 구성되어있다. 제어판은 이런 목적에 맞게 수행될 수 있는 고유의 기능을 가지고, 이는 유체와 관련된 방향과 운동의 결과로 제어력을 증가시키는 것이다. 힘과 운동은 회전과 영각의 결과로서 발생하고, 선박의 조종특성을 결정한다. 본 연구에서는 플랩타의 2차원 단면에 대한 연구를 수행하였다. 플랩타의 유통특성을 파악하기 위하여 각각의 영각과 플랩각을 변화시켜가며 모형실험을 수행하였으며, 유통장내의 속도분포를 얻기 위하여 PIV계측기법 중 동일입자 추적법의 하나인 2프레림 입자추적법을 사용하였다. 모델실험은 $Re=2.8\times10^4$에서 수행하였으며, 계측된 결과들을 서로 비교하였다.

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수치모델을 이용한 진해만 내 소규모 내만의 해수교환율 비교 (Comparison of Seawater Exchange Rate of Small Scale Inner Bays within Jinhae Bay)

  • 김남수;강훈;권민선;장효상;김종구
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.74-85
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    • 2016
  • 진해만의 소규모 내만인 당항포만, 당동만, 원문만, 고현성만, 마산만에서의 해수교환율 평가를 위하여 EFDC 모델을 이용해 진해만 전체의 해수유동을 재현하고, 라그랑지(입자추적) 및 오일러(염료확산) 모델기법을 병행하여 해수교환율을 각각 산정하였다. 그 결과 입자추적 방법으로 산정한 해수교환율은 당항포만에서 60.84%로 가장 높고, 마산만에서 30.50%로 가장 낮게 평가되었고, 염료확산 방법으로 산정한 해수교환율은 당항포만에서 45.40%로 가장 높고, 마산만에서 34.65%로 가장 낮게 평가되었다. 당항포만에서 해수교환율이 가장 좋은 이유는 좁은 만 입구로 인한 유속의 가속화 때문이며, 입자추적 방법의 경우 입자가 빠져나갔다가 다시 들어오기 힘든 형태적 특성 때문으로 판단되었다. 한편, 라그랑지 입자의 경우 낙조류에 의해 만을 빠져나갔다가 창조류에 의해 다시 유입될 때 온전한 입자가 그대로 유입하지만, 염료의 경우에는 만을 빠져나간 후 다시 유입하더라도 외해수에 의해 희석되어 유입하기 때문에 염료확산 방법으로 산정한 해수교환율이 전반적으로 더 높게 나타나는 경향을 보였고, 두 가지 방법에 의해 산정된 해수교환율은 같은 조건에서 비교하더라도 상대적으로 전혀 다르게 나타났다. 따라서, 해수교환율을 평가할 때에는 이 두 가지 방법을 병행하거나, 연구의 목적 및 해역의 특성을 충분히 고려하여 모델링 기법을 선정해야만 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 폐쇄도 지수와 라그랑지 및 오일러 방법으로 산정한 해수교환율을 비교한 결과, 폐쇄도 지수가 높을수록 수치모형 기법에 상관없이 해수교환율이 높게 나타났다. 따라서, 폐쇄도 지수가 만의 폐쇄성을 지시하는 지수로 사용하기에 적합하지 않고 수정 및 보완이 필요하다고 판단되었다.