• 수산해양기술연구
• /
• 제38권1호
• /
• pp.43-57
• /
• 2002

본 연구는 고성능 전개판을 개발하기 위하여 전개판 주변의 유동장을 계측할 수 있는 해석 방법을 제시하고자 하였다. 실험 방법으로는 CFD를 이용한 유동장의 수치 해석과 유동장의 정량적, 정성적 계측이 가능한 PIV 실험방법을 사용하였다. 본 실험에서는 전개판 주변의 가시화된 영상을 PIV 기법을 이용한 화상처리로 유동특성을 해석하였으며, 이 결과를 CFD에 의한 해석 결과와 유동 패턴을 비교하였다. 또한, 회류 수조에서의 양력 계수 및 항력계수의 계측 결과를 상호 비교 하였다. 그 결과, 수치 해석된 결과와 PIV의 실험 결과는 정성적으로 매우 잘 일치하였으며, 물리적으로 타당성을 확인할 수 있었다. 그 결과는 다음과 같다. (1) 전개판의 유동장 분석을 위하여 레이저 광원을 이용한 가시화 실험을 실시하고, PIV 기법으로 화상분석을 실시하였으며, 유동입자의 흐름으로도 충분한 정성적인 유체운동의 경향을 파악할 수 있었다 (2) PIV해석결과가 정량적인 결과이므로 이를 다양한 후처리 방법을 통해 속도벡터장, 순간 유동장, 평균 와도로 나타내어 유동장의 변화를 확인할 수 있었다. (3) 최대전개력계수가 나타난 영각 24$^{\circ}$에서 비교한 CFD와 PIV 해석 결과, 유동 패턴은 유사하였고, 두 경우 모두 전개판 후연에서 약간의 경계층 박리가 발생하였으나 양호한 흐름을 보였다. (4) PIV에 의한 속도 벡터도, 순간 유선도, 평균 와도로 후처리한 결과, 영각 24$^{\circ}$에서부터 경계층 박리 현상이 일어나기 시작하여, 영각 28$^{\circ}$이상이 되면 심하게 전연으로 발생지점이 이동하게 되고, 그 폭도 확대됨을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권11호
• /
• pp.985-990
• /
• 2013

신부전 환자의 신장기능을 유지하는 방법의 일환으로서 사용되는 혈액 투석 시 동정맥루 문합각도에 따라서 혈액 유동상태의 양호가 결정된다. 지금까지의 연구는 CFD에 의한 것이 대부분이었으나 실험적 보고는 없다. 본 연구에서는 동정맥루의 혈류역학적 특성을 분석하기 위하여 PIV기법을 이용하였다. PIV실험을 위한 혈관모델의 문합부 각도는 $30^{\circ}C$로 정하였다. 유체역학적 상사를 만족시키기 위하여 Re수는 같게 하였고, 동맥부분에 밸브를 달아 개폐 정도를 조절하면서 PIV실험을 수행하였다. PIV 실험결과 분지부 부분에서 재순환유동이 발생되는 것을 볼 수 있었고, 동맥의 개폐 정도에 따라 전체적인 혈류속도의 변화가 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
• /
• pp.13-13
• /
• 2000

램제트 엔진에 대한 기초 연구로서 양쪽 대칭의 공기 흡입구를 갖는 2차원 형태의 램제트엔진 연소기를 제작하여 그 특성을 분석하였다. 실험은 흡입공기의 연소실내 유입각도와 연소실내의 도움 위치에 따른 연소실 형상을 바꾸어가며 연소기내의 유동특성을 살펴보았다. 이를 위하여 고속 유동장의 2차원 평면 속도 분포를 측정할 수 있는 two color PIV 기법을 개발하였다. 이 기법은 다른 색의 두 레이저빔을 사용하여 방향성의 문제를 해결하며, 이미지의 색 분리에 따른 거의 완벽한 cross-correlation이 가능하며 높은 single-to-noise 비를 얻게 됨으로써 dynamic range의 증가가 가능해지며, 조사 영역 안에 존재해야 하는 입자 쌍의 수가 줄어들게 된다.(중략)

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2009년도 춘계학술발표회
• /
• pp.85-86
• /
• 2009

슬로싱 현상은 탱크안의 자유표면을 갖는 유체의 비선형거동으로 탱크안의 구조물에 동적 하중을 발생시키므로 일반적으로 해양 구조물의 설계에 중요한 문제이다. 이 연구에서는 피칭운동을 하는 사각탱크 내에서 자유표면을 갖는 유체의 슬로싱에 대해 실험적으로 연구하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제15권12호
• /
• pp.1699-1710
• /
• 2001

The characteristics of methanol and methanol blended (M85) sprays were investigated under atmospheric conditions at various temperature, ranging from on-vaporizing to vaporizing ambient conditions (298∼353 K). From laser scattering images, the macroscopic characteristics of the spray, such as the spray tip penetration and the spray angle, were determined. Entropy concept was introduced to represent homogeneity and PIV analysis was adopted to determine the fluid dynamic information at each location of the spray. The correlation between entropy and vorticity strength enabled us to find their relations. The effect of ambient composition, mainly of viscous effect as affected by CO$_2$levels, was investigated using PIV and entropy analysis. Spray width and entropy value were found to tend to decrease at increased CO$_2$levels.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국가시화정보학회 2006년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.48-54
• /
• 2006

A visualization study of flow characteristics in a mixer using multi-nozzle bubbling was performed. The mixer is filled with liquid glycerin (dynamic viscosity = $1000mPa{\cdot}$ s at $25^{\circ}C$) and convective mixing is induced by air bubbles generated from 9 orifices installed on the bottom of the mixer. To visualize the flow field, PIV (Particle Image Velocimetry) system consisting of 532nm Nd:YAG laser, $2k\times2k$ CCD camera and synchronizer is adopted. The bubbles generated with uniform size and frequency form bubble stream, and bubble streams rise vertically without interaction between bubble streams. Mixing efficiency is affected by the height of bubbler and the effective height of bubbler is 20mm from the bottom of the mixer.

• 순환기질환의공학회:학술대회논문집
• /
• 순환기질환의공학회 2003년도 제3회 학술대회
• /
• pp.16-17
• /
• 2003

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
• /
• pp.1534-1539
• /
• 2004

This experiment has been carried out to measure the process of droplet formation between water phase fluid(PVA 3%) and organic phase fluid(oil) and vector fields measured by a Dynamic Micro-PIV method in the inside of a droplet while generated. Droplet length controlled by changing flow rate conditions in microchannel. Water-in-oil(W/O) droplets successfully generated at a Y junction and cross microchannel. But oil-in-water(O/W) droplets could not be formed at a Y junction microchannel. That is, PVA 3% flow could not be detached from the PDMS surface and ran parallel with oil flow. When PVA 3% flow rate was constant, droplet length and time period decreased as oil flow rate increased, but droplet frequency increased. When PVA 3% and oil flow rate ratio was constant, droplet length and time period decreased as flow rate increased, but droplet frequency increased. All that case, Standard deviation of droplet formation have less than 5% at averaged droplet length and regular-sized droplets were reproducibly formed.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제15권12호
• /
• pp.1835-1844
• /
• 2001

The turbulent flow with wake, reattachment and recirculation is a very important problem that is related to vehicle dynamics and aerodynamics. The Smagorinsky Model (SM), the Dynamics Subgrid Scale Model (DSM), and the Lagrangian Dynamic Subgrid Scale Model (LDSM) are used to predict the three-dimensional flow field around a bluff body model. The Reynolds number used is 45,000 based on the bulk velocity and the height of the bluff body. The fully developed turbulent flow, which is generated by the driver part, is used for the inlet boundary condition. The Convective boundary condition is imposed on the outlet boundary condition, and the Spalding wall function is used for the wall boundary condition. We compare the results of each model with the results of the PIV measurement. First of all, the LES predicts flow behavior better than the k-$\xi$ turbulence model. When ew compare various LES models, the DSM and the LDSM agree with the PIV experimental data better than the SM in the complex flow, with the separation and the reattachment at the upper front part of th bluff body. But in the rear part of the bluff body, the SM agrees with the PIV experimental results better than them. In this case, the SM predicts overall flow behavior better than the DSM nd the LDSM.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
• /
• pp.1672-1677
• /
• 2004

Leading edge extension(LEX) in a highly swept shape applied to a delta wing features the modem air-fighters. The LEX vortices generated upon the upper surface of the wing at high angle of attack enhance the lift force of the delta wing by way of increased negative suction pressure over the surfaces. The present 3-D stereo PIV includes the Identification of 2-D cross-correlation equation, stereo matching of 2-D velocity vectors of two cameras, accurate calculation of 3-D velocity vectors by homogeneous coordinate system, removal of error vectors by a statistical method followed by a continuity equation criterion and so on. A delta wing model with or without LEX was immersed in a circulating water channel. Two high-resolution, high-speed digital cameras($1280pixel{\times}1024pixel$) were used to allow the time-resolved animation work. The present dynamic stereo PIV represents the complicated vortex behavior, especially, in terms of time-dependent characteristics of the vortices at given measuring sections. Quantities such as three velocity vector components, vorticity and other flow information can be easily visualized via the 3D time-resolved post-processing to make the easy understanding of the LEX effect or vortex emerging and collapse which are important phenomena occurring in the field of delta wing aerodynamics.