• 제목/요약/키워드: PIV System

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Two Color PIV 기법을 이용한 마하 2.0 초음속 노즐의 속도분포 측정 (Velocity Distribution Measurements in Mach 2.0 Supersonic Nozzle using Two-Color PIV Method)

  • 안규복;임성규;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.18-25
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    • 2000
  • 유동장의 2차원 평면 속도 분포를 측정하기 위하여 two-color PIV 기법을 개발하였고, 마하 2.0 초음속 노즐에 적용하여 보았다 이 기법은 single-color PIV 기법과 유사하나 서로 다른 색의 두 레이저 빔을 사용하여 방향성의 문제를 해결하는 차이점을 갖는다. 녹색의 레이저 평면광 (532 nm)과 적색의 레이저 평면광 (619 nm)이 주입된 입자를 조사하기 위하여 사용되었고, 입자 위치가 고해상도 (3060${\times}$2036) 디지털 칼라 CCD 카메라에 기록되었다. 이러한 디지털 칼라 CCD 카메라론 이용한 two-color PIV 시스템은 사진 필름 현상 시간과 이에 따른 디지털화하는 시간 그리고 방향성의 문제론 해결하기 위해 사용되는 일반적인 image shifting 기법과 관련된 어려움을 제거해 준다. 또한 고속 유동장에서는 알맞은 입자 밀도의 주입이 어려워지는데, two-color PIV는 높은 신호 대 잡음비로 인하여 속도 벡터론 얻기 위해서 조사영역에 존재해야 하는 벡터쌍의 수가 줄어들게 된다. 따라서 다른 색의 두레이저 빔의 시간 간격을 조절함으로써 고속 유동장의 속도 분포를 쉽고 정확하게 측정할 수 있게 된다. 마하 2.0 초음속 노즐에서의 속도 분포가 측정되었으며, 속도장으로부터 변형률장을 구하여 과팽창 충격파 구조를 예측해 보았다. Two-color PIV에 의해 얻어진 속도 분포와 충격파의 위치 결과는 schlieren 사진과 비교 분석해 보았다.

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Development of 3-D Stereo PIV and Its Application to a Delta Wing

  • Kim, Beom-Seok;Lee, Hyun;Choi, Jang-Woon;Kadooka, Yoshimasa;Tago, Yoshio;Lee, Young-Ho
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.658-663
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    • 2003
  • A process of 3-D stereo particle image velocimetry(PIV)was developed for the measurement of an illuminated sliced section field of 3-D complex flows. The present method includes modeling of camera by a calibrator based on the homogeneous coordinate system, transformation of the oblique-angled image to the right-angled image, identification of 2-D velocity vectors by 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 criteria, and finally 3-D display as the post processing. An experimental system was also used for the application of the proposed method. Two high speed digital CCD cameras and an Argon-Ion Laser for the illumination were adopted to clarify the time-dependent characteristics of the leading edge extension(LEX) in a highly swept shape applied to a delta wing found in modern air-fighters.

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디젤 충돌 분무의 발달 과정 및 내부 유동 특성 (Internal Structure and Velocity Field of the Impinging Diesel Spray on the Wall)

  • 전문수;서현규;박성욱;이창식
    • 한국분무공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.1-8
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    • 2005
  • The purpose of this study is to investigate the internal structure of the impinged diesel spray at various experimental conditions. To examine the effect of various factors on the development of a diesel spray impinging on the wall, experiments were conducted at the various Injection pressures, wall distances from the nozzle tip and angles of wall inclination. The PIV system consists of a double pulsed Nd:YAG laser was utilized to analyze the internal flow structure of impinged diesel sprays. The velocity fields from the PIV system were compared with the results measured by the phase Doppler particle analyzer(PDPA)system. The results show that internal flow pattern of the impinged spray was similar with the results from the PDPA system. The radial velocity of the impinged spray was increased with the increase in the injection pressure and near the nozzle-wall distance. The generation of vortex was also promoted with the Increase in angles of wall inclination.

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층류 비예혼합 분류화염에서 음향가진에 의한 유동특성 연구 (A Study of Flow Characteristics by Acoustic Excitation on the Laminar Non-premixed Jet Flame)

  • 오광철;이기만
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.160-168
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    • 2010
  • 공명 주파수의 음파로 가진된 비예혼합 분류화염에서 가진 강도에 대한 영향을 실험적으로 조사하였다. 이를 위해 Mie 산란광 단면법, PLIF, PIV 등 광학적 가시화 방법이 사용되었다. 가진된 분류화염의 부상경로는 연료유량 및 가진 강도에 따라 크게 세 가지 영역으로 구분되는데, 비교적 큰 가진 강도에서 부상될 때 화염기저가 마치 난류화염처럼 부상되는 영역I과 작은 가진 강도에서 쉽게 부상되는 영역II 그리고 이 두 영역들 사이에서 부상된 화염기저가 부분 예혼합의 분젠화염과 같은 형태로 과도기적 영역이 존재함을 알았다. 본 연구에서는 영역I과 II로 구분되는 부상경로 차이에 대한 이해를 높이고자 가진 위상에 따른 노즐과 화염기저간의 유동 혼합과 속도 분포 특성을 아세톤 PLIF와 PIV 시스템을 사용하여 조사하였다.

PIV기법을 이용한 트랜섬 선미 후류 점성유동장 계측 (PIV Measurement of Viscous Flow Field in the Wake of Transom Stern)

  • 이경우;김옥석
    • 한국항해항만학회지
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    • 제35권10호
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    • pp.805-810
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    • 2011
  • 트랜섬 선미 형상변화에 따른 후류 유동특성을 알아보기 위해 $Re=3.5{\times}103$$Re=7.0{\times}103$에서 수면하부 유동을 계측하였다. 선미형상변화에 따른 유동장 계측을 위해 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 분석하였다. 선미형상은 실선조사 결과를 바탕으로 선저와 이루는 각을 각각 $45^{\circ}$(모델 A), $90^{\circ}$(모델 B) 및 $135^{\circ}$(모델 C)를 실험에 적용하였다. 모델의 선미 침수면의 깊이는 자유 수면으로부터 40mm를 기초하였다. 레이놀즈수가 증가함에 따라, 와의 규모가 증가하고 하류로 길게 형성되는 경향을 나타냈다.

Dynamic Stereo PIV에 의한 델타형 날개에서의 3차원 와류 유동에 관한 연구 (Three Dimensional Vortex Behavior of LEX Delta Wing by Dynamic Stereo PIV)

  • 이현;김미영;최장운;최민선;이영호
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.39-42
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    • 2003
  • Leading edge extension(LEX) in a highly swept shape applied to a delta wing features the modern 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$(1280pixel\times1024pixel)$ 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.

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3-D Stereo PIV에 의한 비정상 델타윙 유동특성에 대한 연구 (A Study on the Unsteady Flow Characteristics of a Delta Wing by 3-D Stereo PIV)

  • 김범석;이현;김정환;이영호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1672-1677
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    • 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.

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이산 웨이블릿을 이용한 Bubbly flow의 유통분리기법 (Flow Field Separating Technique in Bubbly Flow using Discrete Wavelet)

  • 조효제;도덕희;최제은;;강병윤
    • 한국항해항만학회지
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    • 제32권10호
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    • pp.777-783
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    • 2008
  • 입자영상속도계(PIV)의 해석에 웨이블릿 변환을 적용하여 정성적인 유동정보뿐만 아니라 공간분해능을 갖는 정량적인 속도장 정보를 제공하고 있다 이 기법은 기포유동(bubbly flow)과 같은 다상(multi-phase)의 유동구조를 해석하는 데도 유용하게 살일 수 있다. 본 연구에서는 기체와 액체의 이상유동(two-pase flow)에 PIV기법을 적용하고 이산 웨이블릿 변환을 사용하여 유장해석을 수행함으로써, 기포를 포함한 속도장 특성과 유동특성을 조사한다.

일정 열유속의 하부 가열면을 갖는 채널캐비티 내부유동의 PIV 계측 (PlV Measurement of Channel Cavity Flow with Bottom Heat surface of Constant Heat Flux)

  • 조대환;김진구
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제21권4호
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    • pp.437-442
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    • 1997
  • An experimental study was carried out in a channel cavity with square heat surface by visual¬ization equipment with Mach - Zehnder interferometer and laser apparatus. The image processing system consists of one commercial image board slit into a personal computer and 2-dimensional sheet light by Argon-Ion Laser with cylindrical lens and flow picture recording system. Instant simultaneous velocity vectors at whole field were measured by 2-D PIV system which adopted two¬frame grey-level cross correlation algorithm. Heat source was uniform heat flux(o.4W/cm$^2$, , O.8W/cm$^2$, 1.2W/cm$^2$). Obtained result showed various flow patterns such as kinetic energy distribution. Severe unsteady flow fluctuation within the cavity are remarkable and sheared mixing layer phenomena are also found at the region where inlet flow is collided with the counter-clockwise rotating main primary vortex. Photographs of Mach ~ Zehnder are also compared in terms of constant heat flux.

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연속부착된 수직평판을 갖는 부유구조물 주위의 와유동 해석 (Vortex Flow Analisys around the Floating Body with Vertical Plate)

  • 김호;이경우;조대환;김옥석
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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    • pp.161-168
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    • 2007
  • 부유소파제의 기본형으로 널리 쓰이는 폰툰형 부유구조물을 1/35 로 축소하여 부체양쪽 끝단에 각각 한 개의 수직평판과 부체 하면에 두 개의 커튼판을 부착하여 부유구조물 주위에 생성되는 유동현상을 해석하고자 하였다. 유동해석은 기계공학 및 유체역학 분야에서 활발하게 사용되고 있는 입자영상유속계 (PIV)를 사용하였으며, 유입유속의 변화와 수직평판의 설치 간격에 따라 부유구조물의 중앙에서 연속적으로 방출되는 와의 주기성과 와의 상세 구조를 파악하였다. 와의 주기성을 해석하기 위해 부유구조물의 중앙부 28개 지점에서 수평방향속도성분과 난류강도에 대한 파워스펙트럼 값을 산출하여 수직평판의 설치간격에 따른 부유소구조물 주위의 유동현상에 대해 고찰하였다.

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