• 제목/요약/키워드: 5-D PIV

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Stereoscopic PIV 기법을 이용한 선박용 프로펠러 후류의 3차원 속도장 측정 (Three Component Velocity Field Measurements of Turbulent Wake behind a Marine Propeller Using a Stereoscopic PIV Technique)

  • 이상준;백부근;윤정환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권12호
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    • pp.1716-1723
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    • 2003
  • A stereoscopic PIV(Particle Image Velocimetry) technique was employed to measure the 3 dimensional flow structure of turbulent wake behind a marine propeller with 5 blades. The out-of-plane velocity component was determined using two CCD cameras with the angular displacement configuration. Four hundred instantaneous velocity fields were measured for each of four different blade phases and ensemble averaged to investigate the spatial evolution of the propeller wake in the near-wake region from the trailing edge to one propeller diameter(D) downstream. The phase-averaged velocity fields show the potential wake and the viscous wake developed along the blade surfaces. Tip vortices were generated periodically and the slipstream contraction occurs in the near-wake region. The out-of-plane velocity component and strain rate have large values at the locations of tip and trailing vortices. As the flow goes downstream, the turbulence intensity, the strength of tip vortices and the magnitude of out-of-plane velocity component at trailing vortices are decreased due to viscous dissipation, turbulence diffusion and blade-to-blade interaction.

PIV 기법을 이용한 모형철도터널 직관덕트에서 유동 분포 계측 및 수치해석 결과와의 비교분석 (MEASUREMENT OF FLOW DISTRIBUTION IN A STRAIGHT DUCT OF RAILWAY TUNNEL MOCK-UP USING PIV AND COMPARISON WITH NUMERICAL SIMULATION)

  • 장용준;정우성;박일순
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.39-45
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    • 2010
  • The turbulent flows in a tunnel mock-up($10L{\times}0.5W{\times}0.25H$ m3 : scale reduction 1/20) with rectangular cross section were investigated. The instantaneous velocity fields of Re = 49,029, 89,571 were measured by the 2-D PIV system which is consisted of double pulsed Nd:Yag laser and the tracer particles in the straight-duct mock-up where the flows were fully developed. The mean velocity profiles were taken from the ensemble averages of 1,000 instantaneous velocity fields. Simultaneously, numerical simulations(RANS) were performed to compare with experimental data using STREAM code. Non-linear eddy viscosity model (NLEVM : Abe-Jang-Leschziner Eddy Viscosity Model) was employed to resolve the turbulent flows in the duct. The calculated mean velocity profiles were well compared with PIV results. In the log-law profiles, the experimental data were in good agreement with numerical simulations all the way to the wake region except the viscous sub-layer (near wall region).

PIV 계측에 의한 산업용 송풍기 익의 유동특성 (Flow Characteristics for Blade of Industiral Axial Blower by PIV Measurement Method)

  • 김진구;윤석범
    • 태양에너지
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    • 제19권3호
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    • pp.115-123
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    • 1999
  • An experimental study was carried out to investigate the flow characteristics of a stationary blade for six kinds of measuring angles of attack, $0^{\circ},\;10^{\circ},\;20^{\circ}\;and\;30^{\circ}$ at Reynolds number of $5.8{\times}10^4$. Instant simultaneous velocity vectors around blade were measured by 2-D PIV system where laser-based illumination and two-frame grey-level cross correlation algorithm were adopted. Velocity profiles show uniform approaching flow from the straightening equipment, and experimental results reveal that separation phenomena occur and the separation point moves upstream with increasing angle of attack.

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An Experimental Study on Flow Characteristics of ERF Between Two Parallel-Plate Electrodes by Using PIV Technique

  • Chang, Tae-Hyun;Jang, Sung-Cheol
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권10호
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    • pp.1763-1771
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    • 2004
  • An experimental investigation was performed to study the characteristics of ER (Electro-Rheological) fluid flow in a horizontal rectangular tube with or without D. C voltage. To determine some characteristics of the ER flow, 2D PIV(Particle Image Velocimetry) technique was employed for velocity measurements. This research found the mean velocity distributions with 0kV /mm, l.0kV /mm and l.5kV /mm for Re=0, 0.62, 1.29 and 2.26. When the strength of the electric field increased, the cluster of ERF was clearly strong along the test tube and the flow rate decreased. The present results will contribute to the economical and compact design of ER fluids system.

EXPERIMENTAL STUDY ON TURBULENT SWIRLING FLOW IN A CYLINDRICAL ANNULI BY USING THE PIV TECHNIQUE

  • Chang, T.H.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제5권1호
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    • pp.17-22
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    • 2004
  • An experimental investigation was conducted to study the characteristics of turbulent swirling flow in an axisymmetric annuli. The swirl angle measurements were performed using a flow visualization technique using smoke and dye liquid for Re=60,000-80,000. Using the two-dimensional Particle Image Velocimetry method, this study found the time-mean velocity distribution and turbulence intensity in water with swirl for Re=20,000, 30,000, and 40,000 along longitudinal sections. There were neutral points for equal axial velocity at y/(R-r)=0.7-0.75, and the highest axial velocity was recorded near y/(R-r)=0.9. Negative axial velocity was observed near the convex tube along X/(D-d)=3.0-18.0 for Re=20,000.

낮은 작동 압력비의 초음속 제트에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Supersonic Jets at Low Operating Pressure Ratio)

  • 이재혁;;김태호;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권7호
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    • pp.489-495
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    • 2017
  • 본 연구에서는 초음속 노즐로부터 방출되는 초음속 제트유동의 정량적 가시화 실험 연구가 이루어졌다. 최근 카메라와 가시화 장비의 발달로 비압축성 유동뿐 아니라 압축성 유동 조건에서도 가시화 실험이 가능해졌다. 본 연구의 실험은 노즐 압력비 $p_0/p_b=4$, 5, 6, 7에 대해 $M_d=1.5$, 1.8인 축소확대 노즐에서 방출되는 음속 및 초음속 제트에 대해 PIV와 쉴리렌 가시화 실험을 수행하였다. PIV는 제트 유동장의 정량적 정보를 제공하며, 컬러 쉴리렌 기법과 동일한 실험조건을 적용하였다. 정량적 결과는 쉴리렌 결과와 비교하였으며, 쉴리렌의 제트는 이론적 해석과 비교하였다. 특히, 노즐 출구부근에서 발생하는 유동의 팽창 상태에 따라 달라지는 유동특성을 자세히 조사하였다.

제어봉이 부착된 원관 후류의 주파수특성에 관한 연구 (A Study on Frequency Characteristics of Wake Flow a Circular Cylinder with Control Cylinder)

  • 최상범;한원희;조대환;김옥석
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2007년도 추계학술발표회
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    • pp.177-183
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    • 2007
  • 제어봉이 부착된 원관 후류의 유동특성을 관찰하기 위해 입자영상유속계(PIV)를 사용한 계측을 수행하였다. 실험은 소형회류수조에서 유업 유속을 0.lm/s, 0.2m/s, 0.4 m/s 로 하고, 원관(D=50mm) 에 제어봉이 없는 경우와 제어봉이 5mm, 10mm, 20mm 가 부착된 총 l27가지로 정하였고, 속도신호에 따른 주파수특성을 고찰하였다. 실험에서 제어봉의 영향으로 인하여 와류흘림 주파수가 작게 나타났으며, 유동제어의 지배변수로는 d/D와 레이놀즈수이며, 원관 후류의 주파수특성에 큰 영향을 미쳤다. 와류흘림 주파수는 제어봉이 0.20인 경우 가장 작게 나타났다.

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자유수면에 인접한 원형실린더형 몰수체 주위의 유동특성에 관한 연구 (On the Flow Characteristics around a Circular Cylinder according as the Water Depth from the Free Surface)

  • 김옥석;손창배;이경우
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.331-336
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    • 2010
  • 원형실린더가 균일한 유입유동에서 자유수면 으로부터 깊이를 달리했을 경우 박리점, 경계층 및 칼만 와열의 주기 등의 변화로 인하여 시스템 전체 에너지에 변화를 초래한다. 본 연구에서는 원형실린더의 침수 깊이를 변화시키며 $Re=1.0{\times}10^3$에서 유동장을 계측하였다. 2차원 그레이 레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 원형실린더 주위의 유동특성을 알아보기 위하여 상호 비교하는 방법을 적용하였다. 자유수면의 점성과 마찰에 의해 발생하는 원형실린더 주변유동은 경계층을 변화시키고 후류유동에 교란을 일으킨다. 특히, 몰수체의 깊이가 d=1.0D의 경우에 있어서 경계층의 변화가 후류로 길게 형성되었다. 원형실린더의 깊이가 d=1.5D에서부터 자유수면의 영향이 감소하고 칼만 와열이 발달하였다.