• Title/Summary/Keyword: 입자 영상 속도법

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A Study on the Flow Control around a Circular Cylinder by Control rods (제어봉을 부착한 원형실린더 주위 유동제어에 관한 연구)

  • Gim, Ok-Sok;Lee, Gyoung-Woo;Cho, Dae-Hwan
    • Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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    • 2007.05a
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    • pp.169-174
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    • 2007
  • The purpose in having a control rod an a buoy system is to control the motion of it. The system may be composed entirely af a single circular cylinder finder and a lang mooring anchor cable. A control rod has one function to perform in meeting its purpose, and that is to develop a control force in consequence of its orientation and movement relative to the water. The forces and moments generated as a result of the effects of mutual interference, then determine the stability characteristics of the body. In this paper, the study of control-rod-attached buoy's 2-dimensional section was accomplished. model tests and numerical simulations had been carried out with different diameters of control rods. and varying the Reynolds number $Re=5,000{\sim}25,000$ based an the cylinder diameter(D=50mm) to. predict the performance af the body and the 2 frame particle tracking method had been used to obtain the velocity distribution in the flaw field 50mm circular cylinder had been used during the whale experiments and measured results had been compared with each other.

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Effects of Fuel-Injection Pressure on the Spray Breakup Characteristics in Small LRE Injector (소형 액체로켓엔진 인젝터의 분무 분열특성에 대한 연료분사압력의 영향)

  • Jung, Hun;Kim, Sung-Cho;Park, Jeong;Kim, Jeong-Soo
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.50-57
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    • 2007
  • Spray characteristics of an injector in a small liquid rocket engine (LRE) is characterized by Particle Image Velocimetry (PIV) and Dual-mode Phase Doppler Anemometry (DPDA). Instantaneous plane images captured by PIV are examined for the qualitative prediction of spray breakup with the setup of evaluation technique for effect of spray angles on injector performance. DPDA is also applied in order to quantify the average velocity, turbulent intensity, SMD, and number density of spray droplets along the spray stream distance leading to precise observation of spray atomization behavior. An objective of the study is the derivation of design parameters of new injectors and the establishment of performance criteria through the clear understanding of spray characteristics.

A Study on Flow Control of Open Cavity with Inclined Rear Walls (경사벽면을 갖는 개방 캐비티의 유동제어에 관한 연구)

  • Cho, Dae-Hwan;Jin, Wan-Bin
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.33 no.8
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    • pp.1180-1186
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    • 2009
  • This experimental study is about the flow characteristics according to existence and nonexistence of the control rod and location in the flow field where it has the Inclined rear walls in the open cavity. By using the visualization of flow and particle image velocimetry (PIV), we performed about a change and speed of the Reynolds number. Our objective was what part of the control rod gives less effects to the characteristics of flow and how the shear mixing layer moves at what critical point of the Reynolds number. As a result, we differed the location of control rod. So finally, L/H=0.2 was discovered to give less effects to the cavity. The flow of backside of vortex faces the upper side. And we found that this phenomenon shows up more clear when the number of Reynolds increases. This is because of the flow of vortex causes by the condition of y/H=1.0. This phenomenon gets more clear with increasing of number of Reynolds, and critical point of the Reynolds number was $Re=1.0{\times}10^4$ around. If control rod is L/H=0.1, depending on the number of Reynolds ($Re=6.0{\times}10^3$, $Re=8.0{\times}10^3$, $Re=1.0{\times}10^4$, $Re=1.2{\times}10^4$), doubled vortex shows up. As the shear mixing layer of the upper side of cavity increases, the speed of the lower side was very stable.

The Shape Preferred Orientation (SPO) Analysis in Estimation of Fault Activity Study (단층 활동 추적 연구에서의 Shape Preferred Orientation (SPO) 분석법)

  • Ho Sim;Yungoo Song;Changyun Park;Jaewon Seo
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.56 no.3
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    • pp.293-300
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    • 2023
  • The Shape Preferred Orientation (SPO) method has been used to analyze the orientation of fault motion, which is utilized as basic data for fault kinematics studies. The rigid grains, which as quartz, feldspar, and rock fragments, in the fault gouge are arranged in the P-shear direction through rigid body rotation by a given shear stress. Using this characteristic, the fault motion can be estimated from the SPO inversely. Recently, a method for securing precision and reliability by measuring 3D-SPO using X-ray CT images and examining the shape of a large number of particles in a short time has been developed. As a result, the SPO method analyzes the orientation of thousands to tens of thousands of particles at high speed, suggests the direction of fault motion, and provides easy accessibility and reliable data. In addition, the shape information and orientation distribution data of particles, which are by-products obtained in the SPO analysis process, are expected to be used as basic data for conducting various studies such as the local deformation of fault rocks and the fault generation mechanism.

Flow Characteristics of Rectangular Space with Asymmetric Inlet and Outlet (비대칭 입출구를 갖는 장방형공간의 유동특성)

  • Lee, Cheol-Jae
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.12 no.4 s.27
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    • pp.261-266
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    • 2006
  • In this study, a scaled model chamber was built to investigate ventilation characteristics of the hood room in LNG carrier. Experimental study was performed in model by visualization equipment with laser apparatus. Four different kinds of measuring area were selected as experimental condition Instant simultaneous velocity vectors at whole field were measured by 2-D PIV system and its software adopting two-frame grey-level cross correlation algorithm. The flow pattern reveals the large scale counter-clockwise forced-vortex rotation at center area.

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Numerical Analysis on the Pressure Distributions around a Circular Cylinder by Control Rods (제어봉에 의한 원형실린더 주위의 압력분포에 관한 수치해석)

  • Gim, Ok-Sok;Lee, Gyoung-Woo;Cho, Dae-Hwan
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.31 no.6
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    • pp.485-490
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    • 2007
  • The purpose in having a control rod on a buoy system is to control the motion of it. The system may be composed entirely of a single circular cylinder and a long mooring anchor cable. A control rod has one function to perform in meeting its purpose, and that is to develop a control force in consequence of its orientation and movement relative to the water. The forces and moments generated as a result of the effects of mutual interference. then determine the stability characteristics of the body. In this paper, the study of control-rod-attached buoy's 2-dimensional section was accomplished. model tests and numerical simulations had been carried out with different diameters of control rods. and varying the Reynolds number $Re=5,000{\sim}25,000$ based on the cylinder diameter(D=50mm) to predict the performance of the body and the 2 frame particle tracking method Iud been used to obtain the velocity distribution in the flow field. 50mm circular cylinder Iud been used during the whole experiments and measured results had been compared with each other.

Measurement of the Flow Field in a River (LSPIV에 의한 하천 표면유속장의 관측)

  • Kim, Young-Sung;Yang, Jae-Rheen
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1812-1816
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    • 2009
  • 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법은 유체역학분야에서 지난 30 여년 동안 많이 활용되어온 속도측정 기법으로 오늘날에는 이를 수공학 분야에서 이를 유량측정 등 수리현상 해석에 활용하려는 시도가 다각적으로 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법을 용담댐 시험유역에 적용하여 그의 자연하천에서의 적용성을 검토하고자 한다. 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법은 PIV(Particle Image Velocimetry)로 통칭되고 있으며, PIV는 seeding, illumination, recording, 및 image processing의 네 가지 요소로 구성된다. seeding을 위해서 유체를 따라 흐를수 있는 작은 입자를 유체에 첨가한다. 유체를 따라 흐르는 입자들의 선명한 이미지를 얻기 위해서illumination이 필요하다. PIV를 이용하여 흐름을 해석하기 위한 illumination은 일반적으로 이중펄스 레이저가 이용된다. 이렇게 유속장 해석을 하려는 유체에 대하여 seeding 및 illumination이 준비되면 단일노출- 다중 프레임법, 혹은 다중노출-단일 프레임법으로 흐름을 recording을 한다. image processing은 이미지를 다운로드하고, 디지타이징 및 화질향상을 하는 전처리(pre-processing), 상관계수의 산정에 의한 유속 벡터의 결정 및 에러 벡터를 제거하고 유속장을 그래프화하는 후처리(post-processing) 과정으로 구성된다. LSPIV(Large Scale PIV)는 PIV의 기본원리를 근거로 하여 기존의 PIV에 비하여 실험실 내에서의 수리모형실험이나 일반 하천에서의 유속측정과 같은 큰 규모$(4m^2\sim45,000m^2$)의 흐름해석을 할 수 있도록 Fujita et al.(1994)와 Aya et al.(1995)이 확장시킨 것이다. PIV와 비교시 LSPIV의 다른 점은 넓은 흐름 표면적을 포함하기 위하여 촬영시에 카메라의 광축과 흐름 사이의 각도가 PIV에서 이용하는 수직이 아닌 경사각을 이용하였고 이에 따라 발생하는 이미지의 왜곡을 제거하기 위하여 이미지 변환기법을 적용하여 왜곡이 없는 정사촬영 이미지로 변환시킨다. 이후부터는 PIV의 이미지 처리 방법이 적용되어 표면유속을 산정한다. 다만 이미지 변환을 PIV 이미지 처리 전에 하느냐 후에 하느냐에 따라 유속장 해석결과에 차이가 있다. PIV의 네가지 단계를 포함하여 LSPIV의 각 단계를 구분하면, seeding, illumination, recording, image transformation,image processing 및 post-processing의 여섯 단계로 나뉘어진다 (Li, 2002). LSPIV를 적용시 물표면 입자의 Tracing을 위하여 자연하천에서 사용하기에 적합한 환경친화적인 seeding 재료인 Wood Mulch를 사용하여 유속을 측정하였다. 적용지점은 용담댐 상류의 동향수위관측소 지점으로 이 지점은 한국수자원공사의 수자원시험유역이 위치하고 있다. 이미지의 촬영은 가정용 비디오 캠코더 (Sony DCR-PC 350)을 이용하여 두 줄기의 흐름에 대하여 각각 약 5분 동안의 영상을 촬영한후 이중에서 seeding의 분포가 잘 이루어진 약 1분간을 추출한후 이를 이용하여 PIV 분석에 이용하였다. 대체적으로 유속장의 계산이 무난하게 이루어지었으나 비교적 수질 상태가 양호하고, 수심이 낮고, 하상재료가 자갈로 이루어져 있어 비슷한 색상의 seeding 재료를 추적하기 어려운 구간이 발생한 부분에서는 유속의 계산이 정확히 이루어지지 않았다.

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Flow control on the near wake of a circular cylinder attached with control rods (제어봉 부착에 따른 원형실린더 근접 후류 유동제어에 관한 실험적 연구)

  • Gim, Ok-Sok;Lee, Gyoung-Woo
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.32 no.6
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    • pp.453-458
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    • 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.

Comparative Study on Sloshing Impact Flows between PIV and CFD (슬로싱 충격현상 해석을 위한 모형실험과 수치해석 적용에 관한 비교 연구: PIV vs. CFD)

  • Yang, Kyung-Kyu;Kim, Jieung;Kim, Sang-Yeob;Kim, Yonghwan
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.29 no.2
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    • pp.154-162
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    • 2015
  • In this study, experimental and numerical methods were applied to observe sloshing impact phenomena. A two-dimensional rectangular tank filled with water and air was considered with a specific excitation condition that induced a hydrodynamic impact without an air pocket at the top corner of the tank. High-speed cameras and a pressure measurement system were synchronized, and a particle image velocimetry (PIV) technique was applied to measure the velocity field and corresponding pressure. The experimental condition was implemented in a numerical computation to solve incompressible two-phase flows using a Cartesian-grid method. The discretized solution was obtained using the finite difference and constraint-interpolation-profile (CIP) methods, which adopt a fractional step scheme for coupling the pressure and velocity. The tangent of the hyperbola for interface capturing (THINC) scheme was used with the weighed line interface calculation (WLIC) method to capture the interface between the air and water. The calculated impact pressures and velocity fields were compared with experimental data, and the relationship between the local velocity and pressure was investigated based on the computational results.

The study of Mobile Robot using Searching Algorithm and Driving Direction Control with MAV (초소형비행체를 이용한 자율이동로봇의 경로탐색 및 방향제어에 관한 연구)

  • 김상헌;이동명;정재영;김관형
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2003.09b
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    • pp.105-119
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    • 2003
  • 일반적인 로봇시스템은 자신이 이동해야 할 목표 지점을 자율적으로 생성할 수 없으므로 어떤 다른 시스템의 정보를 이용하여 주변을 탐색하거나 장애물을 인식하고 식별하여 자신의 제어전략을 수립한다. 그러므로 본 논문에서 제시한 시스템은 초소형 비행체를 이용하여 주위 환경과 자율 이동로봇의 위치 정보를 탐색할 수 있도록 시스템을 구성하였다 이러한 시스템의 성능은 로봇이 위치하고 있는 주위의 불완전한 정보로부터 적절한 결론을 유도해 낼 수 있어야 한다. 그러한 비선형적인 문제는 현재까지도 문제 해결을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 자율이동로봇의 행동 환경을 공간상의 제약을 받지 않는 비선형 시스템인 초소형 비행체에 극초단파(UHF16채널) 영상장치를 이용하여 호스트 PC로 전송하고 호스트 PC는 로봇의 현재 위치, 이동해야 할 목표위치, 장애물의 위치와 형태 등을 분석한다. 분석된 결과 파라메타는 RF-Module을 이용해서 로봇에 전송하고, 로봇은 그 데이터를 분석하여 동작하게 된다. 로봇이 오동작 또는 장애물로 인해 정확한 목적지까지 도달하지 못할 때 호스트 PC는 새로운 최단경로를 생성하거나 장애물을 회피 할 새로운 전략을 로봇에게 보내준다. 본 연구에 적용한 알고리즘은 초소형 비행체에서 탐지한 불완전한 영상정보에서도 비교적 신뢰도 놀은 결과를 보이는 A* 알고리즘을 사용하였다 적용한 알고리즘은 실험을 통하여 실시간으로 정보를 처리할 수 있었으며, 자율 이동로봇의 충돌회피나 최단 경로 생성과 같은 문제를 실험을 통하여 그 성능과 타당성을 검토하였다.delta}textitH]$를 도출하였다.rc}C$에서 30 ㎫의 압력으로 1시간동안 행하였다 소결한 시편들은 직사각형 형태로 가공하였으며 표면은 0.5$\mu\textrm{m}$의 다이아몬드 입자로 연마하였다. XRD, SEM 및 TEM을 이용하여 상분석 및 미세조직관찰을 행하였다. 파괴강도는 3중점 굽힘 법으로 (3-point bending test) 측정하였다. 이때 시편 하부의 지지 점간의 거리는 30mm, cross-head 속도는 0.5 mm/min으로 하였고 5개의 시편을 측정하여 평균값을 구하였다.ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 3은 0.123$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.017$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 4는 0.055$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 5는 0.031$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 6은 0.111$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$로 나타났다. 3. 단일재료의 악취흡착성능 실험결과 암모니아는 코코넛, 소나무수피, 왕겨에서 흡착능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 다른 재료에 비하여 상대적으로

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