In this paper, the recirculation flow motion and mixing characteristics driven by air bubble stream in a rectangular water tank is studied. The time-resolved PIV technique is adopted for the quantitative visualization and analysis. 488 nm Ar-ion CW laser is used for illumination and orange fluorescent ($\lambda_{ex}=540nm,\;\lambda_{em}=560nm$) particle images are acquired by a PCO 10bit high-speed CCD camera (1280$\times$1024). To obtain clean particle images, 545 nm long pass optical filter and an image intensifier are employed and the flow rates of compressed air is 3 l/min at 0.5 MPa. The recirculation and mixing flow field is further investigated by time-resolved POD analysis technique. It is observed that the large scale recirculation resulting from the interaction between rising bubble stream and side wall is the most dominant flow structure and there are small scale vortex structures moving along with large scale recirculation flow. It is also verified that the sum of 20 modes of velocity field has about 67.4% of total turbulent energy.
Historical maps are precious materials, which show spatial distribution of land use, streets and so on at the time when the maps were produced. In analysis of historical maps, the most practical method is to compare them with the present ones, for instance by overlaying them. However, the low precision, in the geometrical sense, of the historical maps makes the task of comparison very difficult. This drawback brings us the idea to incorporate the historical maps into GIS after rubber-sheet transformation, i.e. geometric correction, of them. It makes comparing and overlaying multiple maps from different time periods. Furthermore, it gives map-scales to the historical maps, which are not in general represented on the old maps, and if we allow ourselves to ignore the changes in terrain from past to present, it will make overlaying of present contour lines on the historical maps. As a result, we can bring the points of view of quantitative consideration and three-dimensional visualization into analyses of historical map. We have addressed incorporating historical maps produced in Edo period (1603-1867) in Japan into our GIS for Tokyo. This article shows the outline of our procedures and some applications, e.g., overlaying different maps from Edo period to present, quantitative analyses of land use in Edo, and visualization of landscape of Edo.
An x-ray PIV (Particle Image Velocimetry) technique was developed fur measuring quantitative information on flows inside opaque conduits and/or opaque-fluid flows. To check the performance of the x-ray PIV technique developed, it was applied to a liquid flow in an opaque Teflon tube. To acquire x-ray images suitable for PIV velocity field measurements, the refraction-based edge enhancement mechanism was employed with seeding detectable tracer particles. The amassed velocity field data obtained were in a reasonable agreement with the theoretical prediction. The x-ray PIV technique was also applied to get velocity fields of blood flow and to measure size and velocity of micro-bubbles simultaneously, and to visualize the water refilling process in bamboo leaves. The x-ray PIV was found to be a powerful transmission-type flow imaging technique fur measuring quantitative information of flows inside opaque objects and various opaque-fluid flows.
정보 시각화 요소는 사용자에게 정보를 효율적으로 서비스하기 위한 기술로서, 웹의 진화 과정상에서 그 중요성을 높여가고 있다. 본 연구의 분석 대상인 InSciTe는 대용량의 논문과 특허 데이터를 시맨틱 웹 기술과 텍스트 마이닝 기술을 이용하여 R&D 전략 수립을 지원하는 테크놀로지 인텔리전스 서비스이다. 본 연구에서는 대용량의 논문과 특허 데이터를 대상으로 시맨틱 웹 기술과 텍스트 마이닝 기술을 이용하여 R&D 전략 수립을 지원하는 테크놀로지 인텔리전스 서비스인 InSciTe의 시각화 요소들에 대한 효용성 평가를 수행하고, 각각의 서비스 유형마다 정량적 및 정성적 분석을 통하여 사용자들이 선호하는 디자인과 적용 방법을 제안한다. 효용성 평가 결과, InSciTe 내의 시각화 요소들은 사용자의 인지력을 향상시키기 위하여 사용자 친화적으로 구현되었다는 결론을 얻었다.
To diagnose circulatory diseases in the viewpoint of hemodynamics, we need to get quantitative hemodynamic information of blood flows related with the vascular diseases with high spatial resolution of tens micrometer and high temporal resolution in the order of millisecond. For investigating in-vivo hemodynamic phenomena, a new diagnosing technique combining medical radiography and PIV method was newly proposed and developed. This angiographic PIV technique consists of a medical X-ray tube, an X-ray CCD camera, a shutter module for double pulses of X-ray, and a synchronizer. The feasibility of the angiographic PIV technique was tested and quantitative flow velocity field distribution of a flow inside an opaque conduit was acquired by the developed system. It can be used for measuring flow phenomena of nontransparent fluids inside opaque conduits.
Experiment is carried out to investigate the mixed convective flow in three-dimensional horizontal rectangular channels filled with high viscous fluid. The particle image velocimetry(PIV) with thermo-sensitive liquid crystal tracers is used for visualizing and analysis. Quantitative data of temperature and velocity are obtained by applying the color-image processing to a visualized image, and neural network is applied to the color-to-temperature calibration. In this study, the fluid used is silicon oil(Pr=909), the aspect ratio(channel width to heigh) is 4 and Reynolds number is $2{\times}10^{-2}$. From the present study, we can visualize the quantitative temperature and velocity of mixed convective flow in three-dimensional horizontal rectangular channels simultaneously.
본 연구에서는 공간빅데이터의 개념과 특징을 정의하고 데이터에 대한 통찰력을 높일 수 있는 정보 시각화 방법론을 조사하였다. 또한 시각화 과정에서 발생할 수 있는 문제점 및 해결방법을 제시하였다. 공간빅데이터를 공간정보의 정량적인 확장의 결과와 빅데이터의 정성적인 확장의 결과로 정의하였다. 공간빅데이터는 6V(Volume, Variety, Velocity, Value, Veracity, Visualization)의 특징을 갖고 있으며, 최근 활용 서비스 측면이 이슈화 되면서 공간빅데이터에 대한 통찰력을 제공하여 데이터의 활용 가치를 높이기 위해 공간빅데이터의 시각화가 주목받고 있다. 정보 시각화의 방법은 Matthias, Ben, 정보디자인교과서 등을 통하여 다양한 방법으로 정의 되어 있으나 공간빅데이터의 시각화는 방대한 양의 원시 데이터를 대상으로 하기 때문에 데이터의 조직화 과정을 거쳐야 하며 이를 통해 사용자에게 전달하려는 정보를 추출해야 하는 차이점이 있다. 추출된 정보는 특성에 따른 적합한 시각적 표현 방법을 사용해야 하며, 많은 양의 데이터를 시각적으로 표현하는 것은 사용자에게 정확한 정보를 제공 할 수 없으므로 필터링, 샘플링, 데이터 비닝, 클러스터링 등을 이용하여 데이터를 축소하여 표현하는 방법이 필요하다.
본 글은 역사학, 그 중에서 한국사 연구에서 활용 가능한 빅데이터 분석 방법론을 모색하고, 이를 활용한 '디지털 역사학'의 가능성을 검토하는 것을 목적으로 한다. 방대한 '한국사 빅데이터'를 활용한 한국사 연구를 위해서는 기존의 질적분석 방법론뿐만 아니라 양적분석 방법론이 모색되어야 한다. 이를 위해서는 다양한 학문 분야와의 학제 간 융합연구가 요청된다. 본 글에서는 '한국사 빅데이터'를 활용한 다양한 융합연구의 출현을 고대하면서, 학제 간 융합연구의 연구방법론을 제안하고, 이를 적용한 연구의 한 사례를 소개하였다. 즉, 문장의 의미를 분석하는 텍스트 분석방법으로 '한국사 빅데이터'에서 원하는 정보를 추출한다면, 양적분석 방법론의 단점으로 지적되는 '행간의 의미읽기의 부재'를 점차 보완해 갈 수 있을 것이다. 그리고 이러한 방법론으로 구축한 데이터베이스를 바탕으로 준지도 학습(Semi-Supervised Learning) 방법론을 적용할 경우, 사료가 충분하지 않은 전근대 한국사의 역사적 인물과 사건들을 분석하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다. 분석 결과를 직관적으로 보여주는 시각화를 통해서도 평면적 연구에서 찾아내지 못한 역사적 사실들을 밝혀낼 수 있을 것이다. 이제 '디지털 역사학'의 서막이 오른 것이다.
It is highly needed to measure the dissolved oxygen (DO) concentration field in water for a variety of purposes such as biological, industrial, environmental monitoring and medical application. Application of PSP (Pressure Sensitive Paint) which is sensitive to oxygen concentration has been carried out to measure DO concentration field using PtOEP/PS film and intensity based method under the UV-LEDs illumination. A micro round water jet having 100% of DO was obliquely impinged on to a PtOEP/PS film coated plate placed in a 0% of DO water container. DO concentration fields on the impinging plate were quantitatively visualized with a $2.94\;{\mu}m$ of spatial resolution. Through pixel-by-pixel calibration, uncertainty of each pixel by different sensitivity, different dye concentration and non-uniformity of illumination was removed. It is demonstrated that the high DO concentration region was coincided with the impingement area. The DO concentration gradient due to DO diffusion was affected by Reynolds number.
Conventional electrospray and air spray methods have the vulnerabilities of limited flow rate (throughput) and droplet size, respectively. Since high throughput with uniform size of droplet is required for various applications, an improved technique should be adopted. Here, we report a combined system of an air pressure and an electric field and evaluate the atomization performance of it. The air flow allowed applying high flow rate range and the electric field reinforced the atomization process to generate fine droplets. A correlation between two forces was investigated by comparing the droplet produced by each method. The atomized droplets were measured and visualized by image processing and a particle image velocimetry (PIV). The quantitative results were achieved from the parametric space and the effect of both forces was analyzed. The motion of charged droplets followed the outer electric field rather than the complex vortex in the shear layer so that the droplets accelerated directly toward the grounded collector.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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