• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권4호
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• pp.515-525
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• 2000

A new acoustic field visualization technique is introduced in this study. Small particles of which density is small enough to follow up the air used for the noise field visualization. In order to quantify the noise, PIV(Particle Imaging Velocimetry) has been constructed. When the driving frequency is in the vicinity of the resonance frequency of the simplified 2-dimensional muffler system, an acoustic streaming is shown and of which velocity distribution is obtained through PIV technique. It is experimentally proved that the present technique is able to visualize and quantify the acoustic fields.

• International Journal of Vascular Biomedical Engineering
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• 제2권2호
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• pp.27-32
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• 2004

The objective of the present study is to visualize the steady and pulsatile flow fields in a branching model by using a high-resolution PIV system. A bifurcated flow system was built for the experiments in the steady and pulsatile flows. Harvard pulsatile pump was used to generate the pulsatile velocity waveforms. Conifer powder as the tracing particles was added to water to visualize the flow fields. CCD cameras($1K{\times}1K$(high resolution camera) and $640{\times}480$(low resolution camera)) captured two consecutive particle images at once for the image processing of several cross sections on the flow system. The range validation method and the area interpolation method were used to obtain the final velocity vectors with high accuracy. The results of the image processing clearly showed the recirculation zones and the formation of the paired secondary flows from the distal to the apex of the branch flow in the bifurcated model. The results also indicated that the particle velocities at the inner wall moved faster than the velocities at the outer wall due to the inertial force effects and the helical motions generated in the branch flows as the flow proceeded toward the outer wall. Even though the PIV images from the high resolution camera were closer to the simulation results than the images from the low resolution camera at some locations, both results of the PIV experiments from the two cameras generally agreed quite well with the results from the computer simulations. Therefore, instead of using the expensive stereoscopic PIV or 3D PIV system, the three-dimensional flow fields in a bifurcated model could be easily and exactly investigated by this study.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권1호
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• pp.123-130
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• 2005

A digital in-line holographic particle image velocimetry (HPIV) which can be applied to measure three-dimensional velocity fields of turbulent flows was developed. There are three different implementation methods of HPIV: traditional film-based HPIV, intermediate HPIV and digital HPIV. The traditional film-based HPIV and intermediate HPIV method is rather troublesome to do experiments and takes long calculation time, compared with the digital HPIV, Configuration of the digital in-line HPIV is simple and the data processing routine is similar to conventional 2D PIV methods. The digital HPIV velocity field measurement consists of four steps: recording, numerical reconstruction, particle extraction and velocity extraction. In the velocity extraction process, we improved PTV algorithm to extract the displacement of particle each placed in 3D space. The developed digital in-line HPIV system was applied to a vertical jet flow. The 3D velocity vectors measured by the digital HPIV method in the near field are in a good agreement with 2D PIV results.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1812-1816
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• 2009

이미지 해석에 의한 유속장 측정방법은 유체역학분야에서 지난 30 여년 동안 많이 활용되어온 속도측정 기법으로 오늘날에는 이를 수공학 분야에서 이를 유량측정 등 수리현상 해석에 활용하려는 시도가 다각적으로 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법을 용담댐 시험유역에 적용하여 그의 자연하천에서의 적용성을 검토하고자 한다. 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법은 PIV(Particle Image Velocimetry)로 통칭되고 있으며, PIV는 seeding, illumination, recording, 및 image processing의 네 가지 요소로 구성된다. seeding을 위해서 유체를 따라 흐를수 있는 작은 입자를 유체에 첨가한다. 유체를 따라 흐르는 입자들의 선명한 이미지를 얻기 위해서illumination이 필요하다. PIV를 이용하여 흐름을 해석하기 위한 illumination은 일반적으로 이중펄스 레이저가 이용된다. 이렇게 유속장 해석을 하려는 유체에 대하여 seeding 및 illumination이 준비되면 단일노출- 다중 프레임법, 혹은 다중노출-단일 프레임법으로 흐름을 recording을 한다. image processing은 이미지를 다운로드하고, 디지타이징 및 화질향상을 하는 전처리(pre-processing), 상관계수의 산정에 의한 유속 벡터의 결정 및 에러 벡터를 제거하고 유속장을 그래프화하는 후처리(post-processing) 과정으로 구성된다. LSPIV(Large Scale PIV)는 PIV의 기본원리를 근거로 하여 기존의 PIV에 비하여 실험실 내에서의 수리모형실험이나 일반 하천에서의 유속측정과 같은 큰 규모$(4m^2\sim45,000m^2$)의 흐름해석을 할 수 있도록 Fujita et al.(1994)와 Aya et al.(1995)이 확장시킨 것이다. PIV와 비교시 LSPIV의 다른 점은 넓은 흐름 표면적을 포함하기 위하여 촬영시에 카메라의 광축과 흐름 사이의 각도가 PIV에서 이용하는 수직이 아닌 경사각을 이용하였고 이에 따라 발생하는 이미지의 왜곡을 제거하기 위하여 이미지 변환기법을 적용하여 왜곡이 없는 정사촬영 이미지로 변환시킨다. 이후부터는 PIV의 이미지 처리 방법이 적용되어 표면유속을 산정한다. 다만 이미지 변환을 PIV 이미지 처리 전에 하느냐 후에 하느냐에 따라 유속장 해석결과에 차이가 있다. PIV의 네가지 단계를 포함하여 LSPIV의 각 단계를 구분하면, seeding, illumination, recording, image transformation,image processing 및 post-processing의 여섯 단계로 나뉘어진다 (Li, 2002). LSPIV를 적용시 물표면 입자의 Tracing을 위하여 자연하천에서 사용하기에 적합한 환경친화적인 seeding 재료인 Wood Mulch를 사용하여 유속을 측정하였다. 적용지점은 용담댐 상류의 동향수위관측소 지점으로 이 지점은 한국수자원공사의 수자원시험유역이 위치하고 있다. 이미지의 촬영은 가정용 비디오 캠코더 (Sony DCR-PC 350)을 이용하여 두 줄기의 흐름에 대하여 각각 약 5분 동안의 영상을 촬영한후 이중에서 seeding의 분포가 잘 이루어진 약 1분간을 추출한후 이를 이용하여 PIV 분석에 이용하였다. 대체적으로 유속장의 계산이 무난하게 이루어지었으나 비교적 수질 상태가 양호하고, 수심이 낮고, 하상재료가 자갈로 이루어져 있어 비슷한 색상의 seeding 재료를 추적하기 어려운 구간이 발생한 부분에서는 유속의 계산이 정확히 이루어지지 않았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.21-26
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• 2016

주문진 표준사와 사우디 아라비아의 Ras Al Khair 사질토 입자의 형상에 대한 분석을 실시하였다. 광학현미경을 사용하여 200배 확대하여 해상도 $640{\times}320$으로 디지털 이미지를 촬영하였다. 사질토 입자의 디지털 이미지를 영상 처리를 통해 입자 경계면의 좌표를 추출하였다. 추출한 입자의 경계면 좌표를 복소 평면에 도시하고, 극형식으로 변환 후 퓨리에 변환을 실시하였다. 퓨리에 변환을 통해 추출된 각각의 계수 값들은 입자 형상의 특징을 반영하며, 좌표의 기준점 이동에 대해 불변하는 값으로 사질토 입자의 이미지에 대해 좌표의 기준점과 회전등에 관계없이 항상 같은 값을 갖게 되어 입자의 형상 분석에 적합하다. 각각의 계수 값을 입자의 등가 반경으로 정규화하여 퓨리에 기술자를 추출하여 입자의 형상을 정량적으로 분석하였다. -3에서 +3의 범위에 해당되는 주요 퓨리에 기술자들을 분석한 결과 주문진 표준사 입자의 경우 신장(elongation)이 가장 두드러진 형상의 특징이었으며 그다음으로는 비대칭성(asymmetry)이 두드러진 특징이었다. Ras Al Khair 사질토의 형상도 주문진 표준사와 같은 형상 특징을 나타냈다. 또한 퓨리에 기술자 분석 결과 작은 구조가 전체 구조와 비슷한 형태로 되풀이되는 프랙탈의 미세구조 특성이 나타나는 것으로 판단되었다. 해상도 $640{\times}320$과 해상도 $160{\times}80$의 주문진 표준사의 디지털 이미지를 비교한 결과 -3에서 +3에 해당되는 주요 퓨리에 기술자에 대해서는 해상도가 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나 텍스쳐 분석에는 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.218-225
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• 2015

역합성 개구면 레이더(Inverse Synthetic Aperture Radar: ISAR) 영상은 표적으로부터 반사되어 돌아온 레이더 수신신호들을 코히런트하게 신호처리하여 형성한 표적의 2차원 영상이다. 본 논문에서는 계단 첩 파형(Stepped Chirp Waveform: SCW)을 이용한 ISAR 영상 형성과정에서 펄스 간 움직임(Inter-Pulse Motion: IPM)이 존재하는 경우, 이를 효과적으로 보상하기 위한 알고리즘을 제안한다. 널리 쓰이는 최적화 기법 중 하나인 particle swarm optimization(PSO)를 기반으로 IPM에 관련된 표적의 속도와 가속도를 추정한다. 또한, 개선된 PSO를 통해 기존의 성능을 더욱 향상시켜 실시간 요동보상을 수행한다. 시뮬레이션에서는 Boeing-737의 점 산란원 모델을 이용한 기동 시나리오에서 제안된 알고리즘의 성능을 확인한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.1104-1108
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• 2007

Automobile sunroof buffeting is the tonal noise of low frequency around 20Hz. It occurs due to the acoustic feedback process between the shear layer detached from the leading edge of sunroof opening and the Helmholtz resonator-like property of a car cabin. In this paper, PIV visualization technique is applied to the unsteady flow field around sunroof opening of an SUV in the full-scale automotive wind tunnel in order to find out buffeting mechanism. A phase-marking PIV measurement method, in which image and sound pressure are recorded simultaneously, and a phase-rearrangement post-processing program were developed for capturing noise-related velocity fields without expensive synchronization systems. Through this study, some characteristics of the real-car sunroof shear layers under various deflector conditions were identified and these results can provide insights into the noise reduction mechanism of the tube-type deflector.

• 한국해양공학회지
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• 제10권3호
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• pp.83-88
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• 1996

두 인접한 원주 유동장을 입자 영상 속도계를 이용하여 연구하였다. 실험은 회류수조에서 행하였다. 흐름방향에 평행하게 배치하는 방법과 직교배열의 두가지 방법으로 원주를 배열하였다. 연구 결과는 다른 연구자의 결과와 일치함을 보여주었다. 본 연구를 통하여 입자 영상 속도계를 이용한 유동장 해석이 대단히 효과적임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.521-524
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• 2002

In the present study, kinetic energy of laminar steady flow in the exit region connected to the square-sectional $180^{\circ}$curved duct was investigated experimentally. The experimental study for air flows was conducted to measure kinetic energy distributions by using the Particle Image Velocimetry(PIV) system with the data acquisition and processing system of Cactus 2000 software. The results obtained from experimental studies are summarized as follows : (1) The critical Reynolds number for a change from laminar steady flow to transitional steadt flow was about 1910, in the 50 region of dimensionless axial position (x/Dh) whirh was considered as a fully developed flow region. (2) Maximum kinetic energy of laminar steady flow was gradually increased as the Reynolds number increased.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.218-228
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• 1996

The behaviors of the mixture at the downstream of throttle valve in a TBI type gasoline engine plays a greater role in design of intake system. A good mixture has been influencing directly not only on the engine power but also on the pollutant emission. The mixture flow in an intake manifold is very complex, and the flow characteristics are varied with the valve type, valve angle, inlet air flow rate, and the other flow factors. Three kinds of valve are chosen in this study, and the informations of the mixture flow are observed experimentally using a PIV apparatus. Perforate valve has a smaller recirculation zone than the case of solid valve with a lower valve loss coefficient, and iti is verified that the perforated valve is also suitable to control the flow rate in a mixture flow system.