• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권4호
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• pp.415-422
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• 2015

The flow field structures of dual jet-in-cross-flow were examined experimentally for in-lined perforated damage holes configuration using particle image velocimetry. Ensemble averaged in-plane velocity and vorticity data in the jet were determined to study the mean jet structure. Jets are formed by pressure differences between upper and lower airfoil surface. The flow structure of vicinity of the thru holes consist of a vortical structure that wrap around the jets like a horseshoe and develop further downstream through a pair of stream-wise vortices. The shape, size and location of the horseshoe vortex were found to be dependent on the angle of attack. In spite of the existence of battle damage holes, the effect on the control force was insignificant when the damage size was not large enough.

• 한국가시화정보학회지
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• 제20권1호
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• pp.29-37
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• 2022

We carried out a laboratory experiment about the thermo-fluidic characteristics of natural convection boundary layer over a vertical heated plate under constant heat flux condition. Particle image velocimetry has been applied to observe the surface convection velocity close to the vertical plate submerged in the water chamber with the condition of Ra = 7 × 10⁹ and Pr = 8.1. The velocity distributions indicate that the distinct stripe-like structures appears in the upstream (earlier transition region) and the distinct negative-positive and Λ(λ)-shaped flow structures in the downstream (mid-transition region). In addition, the temporal variation of spanwise and streamwise velocity is also presented.

• 해양환경안전학회지
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• 제6권1호
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• pp.47-55
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• 2000

A three-dimensional digital image processing technique is proposed to quantitatively predict the dispersion phenomena of oil droplet onto the surface of the water. This technique is able to get the dispersion rate of an oil droplet three-dimensionally just below the surface of the water over time. The obtained dispersion rate obtained through this technique is informative to the investigation into the relationship among the gravity, surface tensions between oil, water, and air. This technique is based upon the three-dimensional PIV(Particle Imaging Velocimetry) technique and its system mainly consists of a three CCD(Charge Coupled Device) cameras, an image grabber, and a host computer in which an image processing algorithm is adopted for the acquisition of dispersion rate oil an oil droplet.

• 한국해양공학회지
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• 제26권3호
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• pp.61-65
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• 2012

Air-water flow measurements are of importance for the coastal and ocean engineering fields. Although kinematic investigations of the multi-phase flows have been conducted for long time, velocity measurements still are concerned with many researchers and engineers in coastal and ocean areas. In the present study, an imaging technique using shadowgraphy and fiber optic probe for velocity measurements of air bubbles is introduced. The shadow graphy image technique is modified from the typical image velocimetry methods, and optical fibers are used for the well-known intrusive coupled phase-detection probe system. Since the imaging technique is a non-intrusive optical method from the air, it is usually applied for 2D flows. On the other hand, the double fiber optic probes touch flows regardless of flow patterns. The results of the flow measurements by both methods are compared and discussed. The methods are also applied to the measurements of overtopping flows by a breaking wave over the structure fixed on the free surface.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1894-1897
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• 2009

최근 개발된 표면영상유속계(Surface Image Velocimetry)를 이용한 유량측정기법은 비교적 짧은 시간에 급변하는 홍수량을 정확도를 유지하면서도 간편하고 안전하게 측정할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 표면영상유속계는 현장 상황과 사용 방법에 따라 측정된 유속값의 오차가 얼마나 발생하는지에 대한 근거가 없으며, 그 오차 범위가 명확하게 제시된 바가 없기 때문에 표면영상유속계의 신뢰성에 대해 의구심을 갖는 경우가 많다. 표면영상유속계의 유속측정 원리는 일정 시간간격을 갖는 두 영상내의 입자군 이동을 추적하여 유속벡터를 산정하는 것이다. 즉, 두 영상의 탐색 영역(searching area)내에서 각 입자군의 상관계수를 계산하여 최대상관계수를 갖는 입자군을 동일 입자군으로 판별하고, 동일 입자군의 도심간 거리와 두 영상의 시간간격을 이용하여 유속을 구하게 된다. 그러므로 상관계수가 높을수록 유속값이 정확하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 상관계수에 따른 유속측정 오차를 분석하여 상관계수에 따른 표면영상유속계의 오차범위를 결정하고자 한다. 분석방법은 활차의 속도와 영상분석을 통해 얻은 속도를 비교하여 상관계수에 따른 오차범위를 살펴보았고, 실제 적용을 위하여 개수로내의 표면유속를 측정하여 상관계수에 따른 오차를 분석하였다. 분석 결과 상관계수가 0.7 이상인 측정유속의 정확도는 10% 이내로 확인되었으며, 향후 표면영상 유속계를 이용한 유속측정시 상관계수별 오차범위를 이용하여 현장적용시 정확도 개선을 위해 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1863-1866
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• 2008

최근 개발된 SIV(Surface Image Velocimetry)를 이용한 유속측정기법은 비교적 짧은 시간동안에 급격히 변화하는 홍수시의 유량을 정확도를 유지하면서도 간편하고 안전하게 측정할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 폭이 넓은 하천에서 정확도가 떨어지고, 야간에 영상획득이 어려운 등 사용상 몇 가지 문제점이 발견되어 문제점을 개선하기 위한 노력과 아울러 적용 가능한 환경 기준의 설정이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 표면영상유속계의 적용에 따른 환경기준을 개선하기 위하여 수표면의 빛의 밝기에 따른 기준과 영상 획득시 카메라 각도의 기준을 수리실험을 통하여 제시하였다. 빛의 밝기에 따른 정확도 분석을 수리실험을 통하여 검토한 결과 수표면의 빛의 밝기를 150 Lux이상으로 설정하여야 하는 것으로 확인되었다. 카메라의 각도 변화에 따른 정확도를 분석 해 본 결과 세장비가 1 : 3에서 1 : 5 사이에서는 부분적으로 필터링을 하여야 할 것으로 판단되고, 1 : 5를 넘는 경우에는 오차율이 15 % 이상 발생되므로 지양하여야할 것으로 판단된다. 그리고 강우시 현장 영상을 이용하여 유속을 계산하고 그 결과를 댐 방류량과 비교하여 정확도를 분석한 결과 저유량일 경우 최대 25 % 정도의 오차를 보였고, 평수시에는 약 10 %정도의 오차를 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1956-1960
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• 2010

최근 이상홍수 및 하천정비 등으로 인해 갈수시 또는 홍수시 하천 모니터링을 위한 기초자료로 유량측정의 필요성이 부각되고 있다. 기존 유량측정 방법은 고비용과 다수의 측정인력이 필요하기 때문에 이를 개선하기 위하여 최근 전자장비를 이용한 비접촉식 유량측정에 대한 연구가 다수 진행 중에 있다. 이 중 간편하고 측정 정확도를 유지할 수 있는 표면영상유속계(SIV, Surface Image Velocimetry)에 대한 연구가 국내외에서 다양하게 이루어지고 있다. 표면영상유속계는 일정 시간 간격을 갖는 두 영상을 분석하여 유속을 계산하기 때문에 수표면이 움직이는 시간보다 두 영상 사이의 시간 간격을 길게 할 경우 잘못된 상관영역을 찾게 되어 유속 측정의 정확도를 떨어뜨릴 수 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해서 영상간의 시간간격 변화에 따른 표면영상유속계의 정확도 분석을 수행하였다. 본 연구에서는 영상간의 시간간격에 따른 표면영상유속계의 정확도 분석을 위해 현장에서 수면 요철이 발생하는 근경 영상을 이용하여 영상내의 수면 움직임의 최소 지속시간을 측정하였다. 측정 결과 대부분의 수면 요철은 0.1 ~ 0.2 초 내에서 발생하였다. 측정 결과 일반 캠코더를 이용하여 초당 최대 30장의 영상을 이용하여 하천 표면유속을 측정한다면 문제가 없을 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권4호
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• pp.585-594
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• 2014

This study Analyzed four of seven runoffs which had happened in 2012 in comparison with the runoffs shown in Kalesto data, using the fixed surface image velocimetry (FSIV) installed at Oedo stream, Jeju Island. As a result of identifying a runoff curve graph, it was analyzed that the flood runoffs calculated with two observation devices were almost equivalent. As the differences in peak flows were 10 $m^3/s$, 0.7 $m^3/s$ and 3 $m^3/s$, the very similar result values were calculated. Even though there were errors in RMSE(Root Mean Square Error) made by two observation devices according to the degree of the peak flow, the values of $R^2$ by flood event were 0.89, 0.87, 0.86 and 0.82, showing the result values almost close to 1. Therefore, there was a very high correlation in flood runoffs calculated with two observation devices. This research method was considered to be a very suitable method to measure unexpected flood runoffs which could happen in the island area such as Jeju island during bad weather.

• 수산해양기술연구
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• 제58권1호
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• pp.68-74
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• 2022

This study analyzed the wake characteristics of the rim-driven propeller (RDP) used in an underwater robot. For underwater robots to perform specific missions, not only propulsion characteristics but also wake characteristics must be considered. In this study, a blade was designed based on NAC 0012 with a symmetrical cross-section. The RDP was hubless with three or four blades. The influence of both the free water surface and the bottom was considered, and the wake was measured using a particle image velocimetry in the advance ratio of 0.2 to 1. Model 1 showed symmetrical wakes in the entire advance ratio section. Model 2 showed asymmetric wakes due to the influence of the free water surface and the bottom at low advance ratio.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권8호
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• pp.821-831
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• 2013

최근 수리 실험 및 계측 분야에 영상유속계가 많이 이용되고 있다. 그러나 영상유속계의 영상 분석에 대한 표준적인 방법과 측정 불확도가 정립되어 있지 않아 일반 사용자들이 사용하기 어려운 것이 사실이다. 특히 영상유속계를 이용한 유속 산정 시 상관영역 크기 결정에 대한 기준이 없기 때문에 사용자마다 유속 산정 결과가 차이가 나는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 영상유속계의 상관영역 크기 변화에 따른 오차분석을 통해 상관영역 크기 결정을 위한 자료를 제시하고 자한다. 오차분석을 위해 12개의 인공영상군을 제작하였으며, 다양한 입자수와 입자크기의 영상을 획득한 후 상관영역의 크기를 변화시키면서 산정한 유속을 인공영상의 유속 참값과 비교하여 오차분석을 수행하였다. 오차 분석결과 상관영역의 크기 변화에 따라 영상유속계로 산정한 유속값에 대한 오차가 달라짐을 확인하였고, 상관영역의 크기를 크게 결정할수록 오차가 줄어드는 것으로 나타났고, 동일한 상관영역의 크기로 유속을 산정할 경우 입자 크기가 증가할수록 또는 입자수가 증가할수록 오차가 작게 나타났다. 특히 영상유속계의 오차는 입자의 크기 보다는 입자수의 변화에 좀 더 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 상관영역의 크기가 커짐에 따라 최대 오차와 최소 오차간의 간격이 줄어드는 것을 확인하였으며, 영상 전체에서 산정한 유속의 평균 오차가 5% 이하를 만족시키는 상관영역 크기를 기준으로 그 이하의 상관영역에 대해서는 최대 오차와 최소 오차간의 차이가 크게 나타나 영상유속계의 측정 불확실성이 큰 것으로 나타났다. 영상유속계의 신뢰수준별 입자밀도 변화에 따른 최소 상관영역의 크기를 분석한 결과 전반적으로 입자밀도가 커짐에 따라 상관영역의 크기는 작아지는 것으로 나타났지만 입자밀도가 작더라도 입자수가 큰 경우에는 신뢰수준을 만족시키는 최소 상관영역의 크기가 감소하는 것으로 나타났다.