• Journal of the Korean Society of Visualization
• /
• v.1 no.1
• /
• pp.16-21
• /
• 2003

• Journal of ILASS-Korea
• /
• v.4 no.1
• /
• pp.13-18
• /
• 1999

It has been known that spray characteristics have an important effect on the mixture formation and directly influence the engine performances and the emissions. Up to now, the measurement of droplet size is well developed such as PDPA and PMAS though the behavior of small droplets during secondary atomization is not clear. Particle image velocimetry(PIV), a planar measuring technique, is a very efficient tool for studying complicated behavior and a fast and reliable method to track numerous droplets during injection. In this study, two-color scanning PIV is designed to obtain quasi-instantaneous two dimensional velocity data by using he-ion laser, rotating mirror and beam splitter. This PIV method which has high temporal and spatial resolution provides the information about the small complex droplet behavior.

• Journal of the Korean Society of Visualization
• /
• v.5 no.1
• /
• pp.43-48
• /
• 2007

Micro-PIV(particle image velocimetry) has been widely used to measure the velocity of micro flow. Although this micro-PIV method can give accurate 2D instantaneous velocity information of mea-surement plane, it cannot resolve the out of plane component of velocity vectors. Lots of the micro fluidic devices generate three-dimensional flow and 3D measurement of velocity is useful to understand the physics of micro flow phenomena. In this study, we constructed stereoscopic micro-PIV(SMPIV) system and applied this method to the impinging micro jet flow. The results show that this method can produce accu-rate 3D reconstruction of micro jet flow.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2002.04a
• /
• pp.46-49
• /
• 2002

Three-dimensional flow characteristics in a liquid fuel ramjet combustor were investigated using the PIV method. The combustor has two rectangular inlets that loin a 90-degree angle each other. Three cases of test combustors are made in which those inlet angles are 30 degree, 45degree and 60 degree. The experiments were performed in a water tunnel test with the same Reynolds number as Mach 0.3 at the inlet. PIV software was developed to measure the characteristics of the flow field in the combustor. Accuracy of the developed PIV program was verified with a rotating disk experiment and standard data. The characteristics of the internal flows of the combustor are large swirling flows which appear symmetric with respect to the symmetric section. This is attributed to the fact that the flows introduced from the right and left intakes collide with each other, thus forming symmetrically large vortices. A large and complex three-dimensional recirculating flow was measured behind the intakes. An inlet angle of 30 degrees is the most suitable angle as a frame he]der in the performed experimental ranges.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2001.11b
• /
• pp.400-404
• /
• 2001

A micro-PIV(particle image velocimetry) measurement has been conducted to investigate flow fields in such microfluidic devices as microchannels and micronozzle. The present study employs a state-of-art micro-PIV system which consists of epi-fluorescence microscope, 620nm diameter fluorescent seed particles and an 8-bit megapixel CCD camera. Velocity vector fields with a resolution of $6.7\times6.7{\mu}m$ has been obtained, and the attention has been paid on the effect of varying measurement conditions of particle diameter and particle concentration on the resulting PIV results. In this study, the microfluidic elements were fabricated on plastic chips by means of MEMS processes and a subsequent molding process. Flow fields in a variety of microchannels as well as micronozzle have been investigated.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.44 no.6
• /
• pp.477-483
• /
• 2016

Velocity profiles of laminar, transition and turbulent boundary layers were investigated by using Particle Image Velocimetry(PIV) measurements on the flat plate at Mach 2.96. The Schlieren visualization and PIV measurements are also used to confirm whether the oblique shock wave generated from the leading edge affects the flow field over the flat plate. The laminar velocity profile measured from the experiment was well matched with the compressible Blasius solution. The velocity profile of the transition boundary layer was well correlated with the theoretical turbulent velocity profile from near the wall and the transition began from Re = $1.41{\times}106$. For the turbulent boundary layer, considering compressibility effects, the Van Driest-transformed velocity satisfies the incompressible log-law. It is found that the log region is extended farther in the wall-normal direction compared to the log region in incompressible boundary layer.

• Journal of the Korean Society of Visualization
• /
• v.12 no.1
• /
• pp.18-24
• /
• 2014

The Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has a scaled-down moderator test program to simulate the CANDU6 moderator circulation phenomena during steady state operation and accident conditions. In the present work a preliminary experiment using a 1/8 scaled-down moderator tank has been performed to identify the potential problems of the flow visualization and measurement in the scaled-down moderator test facility. With a transparent moderator tank model, a velocity field is measured with a Particle Image Velocimetry (PIV) technique under an isothermal state. The flow patterns from the inlet nozzles to the top region of the tank are investigated using PIV for a 1/8 scale moderator tank.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.836-840
• /
• 2007

Large-Scale Particle Image Velocimetry (LSPIV)는 Particle Image Velocimetry (PIV)를 자연하천이나 실험실에서 넓은 영역($4m^2{\sim}45,000m^2$)에 적용할 수 있도록 확장시킨 것으로 지난 10여년 이상 세계적으로 널리 이에 대한 연구가 진행되고 있다. PIV는 seeding, illumination, recording 그리고 image processing으로 구성된다. LSPIV(Large Scale PIV)는 PIV의 기본원리를 근거로 하여 기존의 PIV에 비하여 실험실 내에서의 수리모형실험이나 일반 하천에서의 유속측정과 같은 큰 규모의 흐름해석을 할 수 있도록 seeding, illumination에 대한 조정이 필요하고, 촬영된 image에 대한 왜곡을 없애는 작업이 필요하다. LSPIV는 PIV의 네가지 단계를 포함하여 seeding, illumination, recording, image transformation, image processing 및 post-processing의 여섯 단계로 구성되어진다 (Li, 2002). LSPIV를 일반 하천에 적용시, 자연발생적인 tracers - 난류로 인한 표면 교란, 부유물, 수공구조물로 인해서 발생하는 자연 발생되는 거품 - 가 풍부해서 seeding이 불필요한 경우를 제외하고는 정확한 유속장의 해석을 위하여 인공적인 seeding을 필요로 한다. 일반적으로 Seeding 재료로 많이 이용되는 것은 wood mulch, Ecofoam, grain-straw 등이다. 하천에서 자연발생적 혹은 인위적 seeding을 하였을 때 이들 tracers의 물리적인 속성으로 바람에 쉽게 영향을 받고 이로 인하여 실제의 물표면유속을 대표하지 못하는 경우가 있다. 이에 실험실의 개수로에서 여러 가지 이용 가능한 tracers에 대하여 바람에 의한 오차 발생의 정도를 조사하였다. 실험에 사용된 seeding 재료로는 black polypropylene, Ecofoam, white polystyrene의 세가지를 이용하였다. black polypropylene (SG=0.92)과 white polystyrene (SG=0.0125)은 폭 1 m 이내의 개수로 실험 장치에서 유속장의 해석에 많이 이용되고 Ecofoam (SG=0.0065)은 수리 모형실험에서 많이 이용된다. seeding 물질에 따른 바람의 영향을 분석하기 위해서 폭 60cm의 개수로에서 seeding 물질을 변경하면서 펌프의 조작에 의해 3가지 단면평균유속을 발생시키고, 각 평균유속조건에 대해 4가지의 바람세기 - 바람이 없을 때와 팬의 바람세기를 1단, 2단, 3단으로 조정 - 를 발생시켰으며, 개수로위에서 촬영한 이미지의 상류측기준점으로부터 0.3556m 하류 지점을 횡단하는 단면의 표면유속을 측정하여 비교하였고, 그 단면의 중앙에서 물표면 바로 위 지점의 풍속을 측정하였다. 각 Seeding 물질에 대해 팬을 켜지 않았을 때, 즉 바람의 영향이 없을 때 측정한 표면유속을 바람의 세기가 변한 경우의 기준 표면유속으로 이용하였다. 본 연구의 결과 비중이 0.01 내외인 Ecofoam과 white polystyrene에 비해 비중이 0.92인 black polypropylene은 대부분이 물속에 잠겨 있어 흐름과 거의 일치하여 움직임을 알 수 있었다. 또한 흐름의 평균유속이 0.165 m/s의 저유속에서 바람이 tracers에 미치는 영향이 평균유속 0.558m/s인 경우보다 커서, 바람의 세기의 증가에 따라 표면유속 측정값이 급속히 감소되었다. 흐름의 평균유속이 큰 경우에는 바람이 tracer에 마치는 영향이 현격히 줄어듬을 보이고 있다. 결론적으로 유속이 증가함에 따라 바람의 영향은 감소하나, 바람의 영향을 최소화시키기 위해서는 가급적 비중이 큰 물질(0.5

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.143-143
• /
• 2012

최근 우리나라 주요하천에 걸쳐 수행된 '4대강 살리기 사업'에서는 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해의 방지를 위한 다양한 사업이 추진되었다. 특히 안정적인 용수공급과 재해방지를 위한 수위확보를 목적으로 4대강 16 개 구간에 걸쳐서 일반적 형태의 고정보와 함께 다양한 형상과 운영방식이 적용된 가동보로 이루어진 다목적보가 설치되었다. 본 연구에서는 4대강 유역(한강, 낙동강, 영산강, 금강)에 설치된 16 개 가동보의 형식 중 4곳(강정고령보, 강천보, 합천창녕보, 창녕함안보)에 적용된 라이징 섹터 게이트(rising sector gate)의 수리학적 특성을 분석하고자 가동보의 수리실험 모형을 개수로에 설치하여 보 주변에서의 흐름 및 난류 특성을 분석하고자 하였다. 4대강 유역에 설치된 라이징 섹터 게이트의 설치목적은 일반적인 고정보의 문제점으로 대두되고 있는 보 상류부의 퇴적토를 신속하게 배사(sediment flushing)하는 데 있다. 이를 위해서는 우선 배사 시에 보 하단부에서 최대유속을 발생시키면서 동시에 최적의 상하류 수위조건을 만족시키는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 개수로에 설치된 가동보의 수문개방도에 따른 유속분포를 측정하였다. 보 주변에서의 보다 정밀한 유속장의 측정을 위해서 비접촉식 유속측정 방법인 PIV 측정방법을 이용하였다. PIV 측정방법은 일정한 입경과 밀도를 가지며 레이저 반사율이 높은 입자를 흐름에 투입하고 laser 발생장치로 laser sheet를 생성하여 레이저가 반사되어 나타나는 입자 각각의 시간변화에 따른 변위를 CCD 카메라로 가시화한 뒤 유속벡터값을 추출할 수 있게 한다. PIV 측정방법으로 유체의 흐름을 파악하고 시간평균된 유속결과를 바탕으로 난류 특성을 분석하였다. 수로전체 구간에 대하여 3차원 수치해석 프로그램인 FLOW-3D 모의결과와 비교하여 분석하였다. 실험을 통한 유속결과와 수치해석결과는 실험을 통한 유속결과와 비교 분석하였으며, 적용성을 검증한 후 다양한 조건에 대한 설계방안 및 유지관리에 활용하고자 한다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 2002.11a
• /
• pp.23-26
• /
• 2002

The phase-averaged velocity fields of 3 dimensional turbulent wake behind a marine propeller measured by 2D PIV and stereoscopic PIV(SPIV) were compared directly. In-plane velocity fields obtained from the consecutive particle images captured by one camera in 2D PIV have perspective errors due to out-of-plane motion. However, the perspective errors can be removed by measuring three component velocity fields using SPIV method with two cameras. It is also necessary to measure three components velocity fields for the investigation of complicated near-wake behind the propeller for the suitable propeller design. 400 instantaneous velocity fields were measured for each of four different blade phases of $0^{\circ},\;18^{\circ},\;36^{\circ}C\;and\;54^{\circ}$. They were ensemble averaged to investigate the spatial evolution of the propeller wake in the downstream region. The phase-averaged velocity fields show the viscous wake developed along the blade surfaces and tip vortices were formed periodically. The perspective errors caused by the out-of-plane motion was estimated by the comparison of 2D PIV and SPIV results. The difference in the axial mean velocity fields measured by both techniques are nearly proportional to the mean out-of-plane velocity component which has large values in the regions of the tip and trailing vortices. The axial turbulence intensity measured by 2D PIV was overestimated since the out-of-plane velocity fluctuations influence the in-plane velocity vectors and increase the in-plane turbulence intensities.