• 제목/요약/키워드: PIV 측정

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PIV 기법을 이용한 Streamwise Corner 층류 경계층 측정 연구 (Measurement of the Laminar Boundary Layer in a Streamwise Corner by using PIV Technique)

  • 박동훈;박승오;권기정;심호준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권12호
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    • pp.1165-1172
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    • 2009
  • 두 개의 평판이 직각으로 만나는 corner에서 형성되는 층류 경계층을 입자영상유속계 기법을 이용하여 측정하였다. 자유류 유속은 2.96 ~ 3.0 m/s, 층류 경계층이 형성 될 수 있도록 모델에 대한 유동의 입사각을 1.2도로 하여 작은 순 압력구배를 제공하였다. 모델의 앞전은 둥근 형상으로 처리하였으며 모델의 길이는 약 1000mm이다. 측정 결과는 이등분면에서 corner 경계층의 전형적인 특징인 변곡점을 가지는 박리형 속도 분포를 보여주었다. 이등분면에서 멀어져 감에 따라 속도 분포는 평판의 Blasius 분포로 변해가고, 이등분면 경계층 두께의 약 절반만큼 평판을 따라 멀어지면 변화가 완료된다. 앞전에서부터 하류로 감에 따라 이등분면에서의 경계층 성장 및 속도 분포의 유사 상사성을 측정 결과로부터 확인하였다.

전단평판을 이용한 바닥전단응력의 직접 측정 방법의 개선 (Improvement of Direct Measurement of Bottom Shear Stress Using Shear Plate)

  • 정동규;박재현;김영도;박용성
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.70-70
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    • 2016
  • 하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 바닥전단응력은 매우 중요하다. 예를 들어, 호안 등 시설물의 허용 소류력을 계산하거나, 하천의 유사량을 예측하는 데 있어서 바닥전단응력이 기준으로 쓰인다. 정상 등류의 경우, 수로 내 수체에 작용하는 중력과 수로 바닥 및 측면에 작용하는 마찰력의 평형을 고려함으로써 바닥전단응력을 산정할 수 있다. 본 연구에서는 식생을 제외한 아크릴수로에서의 전단판의 움직임을 이용한 바닥전단응력 측정장치를 설계, 교정 및 검증을 실시하였다. 이 전단판은 수체와 바닥면에서 발생하는 마찰력에 의해 변위가 발생하고 이 변위를 바닥전단 응력으로 산정하였다. 직접 측정한 바닥전단응력은 기존에 연구된 두 가지 방법과 비교하여 검증하였다. 비교 검증을 위한 실험은 폭 0.3 m, 길이 10 m인 고속수로에서 Froude수 1이상, Reynolds수 20000이상의 사류이면서 난류인 상태로 실험을 진행하였으며 유속은 PIV을 이용하여 측정하였다. 비교 검증을 위한 첫 번째방법은 Reach-avrage공식을 기초로 manning의 평균 유속 공식을 이용한 바닥전단응력을 산정하는 방법으로 일반적으로 간단한 경험식을 이용하여 바닥 전단응력을 산정하는 방법이다, 두 번째는 Reynolds stress를 산정하는 방법으로 PIV를 통해 흐름방향의 연직프로파일의 유속을 측정 한 후 레이놀즈 분해법에 의해 산정된 난류 강도를 측정하여 Reynolds stress를 산정한 후 Shear stress를 산정하는 방법을 사용하였다. 마지막으로 본 연구에서 가로 0.14 m, 세로 0.14 m의 전단판으로 구성된 바닥전단응력 측정장치를 개발하여 실험을 진행하면서 앞에서 언급한 두가지 방법을 측정하는 동시에 장치를 이용하여 바닥전단응력을 직접측정하여 총 3가지 바닥전단응력을 비교하였다.

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PIV측정에 의한 깃 없는 디퓨저에서의 유동특성 (The Flow Characteristics in a Vaneless Diffuser by PIV Measurements)

  • 윤지인;신유환;이윤표;김광호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.45-50
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    • 2012
  • The flow characteristics in a vaneless diffuser with a backswept radial impeller have been experimentally investigated according to the variation of discharge flow rate. Particle image velocimetry(PIV) system was applied to measure velocity fields with several operating conditions and on some diffuser horizontal planes. Pressure transducers were installed on hub wall of the diffuser in order to analyze the pressure fluctuations and their corresponding velocity fields. The results show that the location of the main flow center moves from the hub to the shroud side as the flow rate decreases, and the reverse flow is locally generated on the hub side.

마이크로 유체렌즈를 이용한 마이크로 PIV 측정에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Micro PIV Measurement using a Micro Liquid Lens)

  • 정성룡;당중덩;최진호;김규만;박철우
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.22-28
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    • 2010
  • In the present study, we performed the velocity field measurement in a microchannel using a focal length variable micro liquid lens. The liquid lens is used as a beam expander in a micro-PIV system to acquire the scatter image of the seeded particle. A thin film-type micro liquid lens was made of PDMS material and it was attached on top of the 700-micron-wide working fluid supply channel trench. As a result, the focal length and contact angle of the liquid lens changed with variations in applied pressure.

PIV/OH PLIF 동시측정을 이용한 난류 대향 분출 예혼합화염 구조 연구 (Structure of Turbulent Premixed Opposed Impinging Jet Flame with Simultaneous PIV/OH PLIF Measurements)

  • 조용진;김지호;조태영;윤영빈
    • 한국연소학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.36-45
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    • 2003
  • The subject of turbulent premixed flames has been focused by many researchers for a number of decades. Especially, Borghi suggested a magnificent diagram classifying turbulent combustion areas and Lipatnikov and Chomiak modified this diagram. Recently, experimental techniques have been developed so that we can use PIV for measuring 2D velocity field and apply OH PLIF techniques for obtaining flame locations. In present study, a new diagram is proposed using strain rates and OH signal intensity. Thus, simultaneous PIV and OH PLIF measurements are used for shear strain rates and flame locations, respectively. It is believed that the shear strain rates represent flow characteristics such as turbulence intensity and the OH intensity indicates the flame characteristics such as burning velocities.

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친수성 및 소수성 마이크로 노즐 내 유동 ${\mu}-PIV$ 연구 (${\mu}-PIV$ Visualization of Flow in Hydrophilic and Hydrophobic Micro-nozzle)

  • 변도영;김지훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.15-18
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    • 2006
  • 최근 미소기전시스템(MEMS)를 개발함에 있어 마이크로 크기의 유동가시화는 중요한 문제이다. 특히 유체와 고체표면의 상호작용에 있어 표면의 친수성과 소수성의 성질은 미소유체를 조절 가능케 하는 핵심적인 역할이다. 본 연구에서는 마이크로 채널 내 표면을 개질하여 친수성 및 소수성의 벽면 경계조건 습윤도를 측정하였고, 또한 micro-PIV를 이용하여 벽면 근처에서의 속도 분포를 분석하였다.

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Micro-PIV 기법을 이용한 미세유로 내 두 유체 유동 측정 (Micro PIV measurements of two-fluid flows in a microchannel)

  • 성형진;김병재;류임정
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.90-93
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    • 2004
  • Micro PIV was applied to measure velocity profiles of two-fluid flows in a microchannel. In this work, the two-fluid flow of two glycerol-water mixtures was measured for three cases $(\phi=0\;and\;\phi=0.2;\;\phi=0.1\;and\;\phi=0.5;\;\phi=0\;and\;\phi=0.6)$. The flow rates of two fluids were the same. The experimental velocity profiles agreed well with numerical simulations. However, a slight deviation was found in the fluid with low concentration. Rather than the effects of the varying refractive indices inside the channel, the high velocity gradient effect was thought as the main source of the deviation.

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Micro-PIV를 이용한 마이크로 튜브/채널 내에서의 혈장유동 측정 (Measurements of Plasma Flows in Micro-Tube/Channel Using Micro-PIV)

  • 고춘식;윤상열;지호성;김재민;김경천
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.87-90
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    • 2003
  • In this paper, flow characteristics of plasma flow in a micro-tube were investigated experimentally using Micro-PIV. For comparision, the experiments were repeated for DI-water instead of plasma. Both velocity profiles of Plasma and DI-water are well agreed with the theoretical velocity distribution of newtonian fluid. We also carried out generating plasma-in-oil droplet formation at a Y-junction microchannel. In order to clarify the hydrodynamic aspects involved in plasma droplet formation. Rhodamin B were mixed with plasma only for visualization of plasma droplet.

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PIV를 이용한 Chemical Mechanical Polishing 공정 중의 연마용액 유동흐름 측정 (Visualization of the Slurry Flow-Field during Chemical Mechanical Polishing by PIV)

  • 신상희;김문기;윤영빈;고영호
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.48-51
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    • 2004
  • Chemical Mechanical Polishing(CMP) is popularly used in production of semiconductor because of large area polishing ability probability of improvement for more integrated circuit. However, present CMP processing causes some non-uniformity errors which can be critical for highly integrated circuit. Previous studies predict that flow-field of slurry during CMP can create non-uniformity, but no quantitative measurement has conducted. In this study, using PIV, slurry velocity flow-field during CMP is measured by changing the ratio of RPM of pad and carrier with tuned PIV system adequate for small room in CMP machine and Cabot's non-groove pad Epad-A100. The result show that velocity of slurry is majorly determined by pad-rpm and the ratio of between carrier and pad rpm make some changes in streamlines.

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미소유체요소 내부유동의 3차원 측정 및 수치해석 (Three-dimensional Flow Structure inside a Plastic Microfluidic Element)

  • 이인원;안광협;남영석;이인섭
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.419-422
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    • 2002
  • A three-dimensional inlet flow structure inside a microfluidic element has been investigated using a micro-PIV(particle image velocimetry) measurement as well as a numerical analysis. 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. For the numerical analysis, a commercial software CFD-ACE+(V6.6) was employed for comparison with experimental data. Fixed pressure boundary condition and a 39900 structured grid system was used for numerical analysis. Velocity vector fields with a resolution of $6.7{\times}6.7{\mu}m$ 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 melding process.

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