• 한국환경과학회지
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• 제22권5호
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• pp.581-589
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• 2013

Surface Image Velocimetry(SIV) is an instrument to measure water surface velocity by using image processing techniques. Since SIV is a non-contact type measurement method, it is very effective and useful to measure water surface velocity for steep mountainous streams, such as streams in Jeju island. In the present study, a surface imaging velocimetry system was used to calculate the flow rate for flood event due to a typhoon. At the same time, two types of electromagnetic surface velocimetries (electromagnetic surface current meter and Kalesto) were used to observe flow velocities and compare the accuracies of each instrument. The comparison showed that for velocity distributions root mean square error(RMSE) was 0.33 and R-squared was 0.72. For discharge measurements, root mean square error(RMSE) reached 6.04 and R-squared did 0.92. It means that surface image velocimetry could be used as an alternative method for electromagnetic surface velocimetries in measuring flood discharge.

• 한국환경과학회지
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• 제24권4호
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• pp.359-369
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• 2015

This study analyzed the velocimetry of runoff and measured the flood discharge by applying the SIV (Surface Image Velocimetrer) to the daytime and nighttime flow image data with special reference to Seong-eup Bridge at Cheonmi stream of Jeju during the flow by the severe rainstorm on May 27, 2013. A 1000W lighting apparatus with more than 150 lux was installed in order to collect proper nighttime flow image applied to the SIV. Its value was compared and analyzed with the velocity value of the fixed electromagnetic wave surface velocimetry (Kalesto) at the same point to check the accuracy and applicability of the measured velocity of flow. As a result, determination coefficient $R^2$ values were 0.891 and 0.848 respectively in line with the velocity distribution of the daytime and nighttime image and the flow volume measured with Kalesto was approximately 18.2% larger than the value measured with the SIV.

• 한국가시화정보학회지
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• 제1권2호
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• pp.13-16
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• 2003

LSPIV(Large Scale Particle Image Velocimetry) is widely used in the field of civil and environmental engineering. General aspects of LSPIV are introduced and several applications are introduced in this paper. The difference of LSPIV from the conventional PIV techniques is not to use models for experiments but to use the flow fields in nature. For LSPIV a converting process for the captured images is necessary.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.933-942
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• 2021

홍수시 하천의 유속을 효율적이고 안전하게 측정할 수 있는 방법의 하나로 제시된 것이 표면 영상유속측정법이다. 표면영상유속측정법에는 영상분석 기법에 따라 다양한 종류가 있으나, 이 중에서도 최근 일정시간 동안의 유속의 시간평균을 한 번에 산정할 수 있는 시공간영상 유속계측법이 하천의 표면유속 측정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 시공간영상 유속계측법은 일정 시간 동안의 시공간 영상을 한 번에 분석하기 때문에, 유속산정 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 시공간영상 유속계측법은 주흐름방향을 정확히 알지 못하면 오차를 유발할 수 있다. 본 연구는 표면영상을 시간적으로 누적한 시공간체적을 구성하고, 이 시공간체적에서 시간축 방향으로 최대값 영상을 만든 뒤 이를 고속푸리에변환하여 주흐름방향을 탐색하는 새로운 기법을 제안하였다. 이 방법은 공간영상에서 주흐름방향을 찾는 첫단계와 주흐름방향의 시공간영상에서 유속의 크기를 산정하는 두번째 단계로 구성되어 있다. 첫번째 단계에서 찾아낸 주흐름방향으로 시공간영상을 작성하고, 이 시공간영상의 고속푸리에변환을 이용하여 유속을 산정하였다. 제안된 방법은 주흐름방향을 정확하게 추정하여 시공간영상을 생성하고 분석하므로, 기존 방법들이 취약했던 이차원 흐름에 대해서도 신속하고 정확한 유속분석이 가능하다. 개발된 방법을 공동흐름에 대한 인공영상에 적용한 결과 비교적 정확하게 2차원 유속분포 측정이 가능한 것으로 나타났다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권3호
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• pp.154-162
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• 2022

지상표정점을 이용하지 않고도 동영상에 기록된 위치정보 (GPS 자료)만을 이용하여 드론으로 촬영한 동영상에서 절대위치의 유속을 산정할 수 있는 방법을 개발하였다. 이 방법은 드론 동영상에서 있는 GPS 정보를 이용하여 드론의 이동방향과 영상이 향하는 방향을 결정하고, 각 영상점을 물리적인 전역좌표계 (UTM 좌표계)로 변환하였다. 그 다음 시작프레임과 종료프레임을 지정하여 분석할 동영상의 범위를 결정하였다. 지정된 두 프레임의 정보를 이용하여 측정횡단면을 일정간격의 기준프레임 (측정소단면)으로 나누었다. 그리고, 각 측정소단면에서 1초간 영상 (30 프레임)을 모아서 시공간체적을 구성한 뒤 유속을 분석한다. 이렇게 개발된 방법을 기존의 정지비행드론을 이용한 동영상분석법과 비교한 결과 상당히 양호한 결과를 보였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제5권3호
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• pp.404-413
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• 2013

In the present study, a towed underwater particle image velocimetry (PIV) system was validated in uniform flow and used to investigate the free-surface effects on the turbulent wake of a simple surface-piercing body. The selected test model was a cylindrical geometry formed by extruding the Wigley hull's waterplane shape in the vertical direction. Due to the constraints of the two-dimensional (2D) PIV system used for the present study, the velocity field measurements were done separately for the vertical and horizontal planes. Using the measured data at several different locations, it was possible to identify the free-surface effects on the turbulent wake in terms of the mean velocity components and turbulence quantities. In order to provide an accuracy level of the data, uncertainty assessment was done following the International Towing Tank Conference standard procedure.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.855-862
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• 2008

표면 영상 유속계(SIV, Surface Image Velocimetry)는 영상 처리 기술을 이용하여 수표면의 유속을 측정하는 장비이다. 유속 측정의 정밀도를 높이기 위해서는 화질이 좋고, 왜곡이 적은 영상을 획득하는 것이 매우 중요하다. 트럭에 장착된 기중기를 이용하는 차량탑재형 표면 영상 유속계는 왜곡이 적은 영상을 얻는 좋은 방법이 될 수 있다. 이 때, 기중기의 흔들림 때문에 획득된 영상이 흔들리는 문제가 발생하며, 영상의 흔들림을 보정하여 유속을 측정할 수 있는 영상 처리 알고리듬이 필요하게 된다. 본 연구에서는 영상 분석 기법과 좌표 변환 기법, 유속 산정 기법 등을 조합하여 흔들리는 영상에서 표면 유속을 측정하는 기법을 개발하였다. 즉, 비디오 카메라로 촬영된 연속 영상에서 고정점들의 움직임을 추적하여 카메라의 위치 변동을 파악한다. 영상 분석에서 구한 격자점의 속도에서 고정점의 속도를 빼서, 격자점의 유속장을 산정하였다. 개발된 기법의 검증을 위해서 실험 수로에서 동일한 흐름에 대해 흔들리지 않은 영상과 흔들리는 영상의 두 가지 영상을 만들고, 흔들림이 없는 영상의 처리 결과를 기준으로 삼아, 흔들림이 있는 영상의 처리 결과를 검토하였다. 그 결과, 흔들림이 지나치게 커서 참조점들의 추적이 불가능한 경우를 제외하고는 두 자료의 처리 결과는 거의 동일하였으며, 유속 측정의 오차는 약 6 % 내외로 나타났다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.739-742
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• 2008

표면영상유속계(SIV)는 기존의 입자영상유속계(PIV)의 원리를 이용하여 하천의 표면유속을 측정하는 방법이다. 본 연구에서는 경제적이고 효율적인 유속측정 기법인 SIV 기법을 이용하여 국내 3개 하천에 대하여 현장 유량측정에 적용하였다. 현장 영상분석은 다중카메라 방식을 이용하였고 영상분석과정에 필요한 참조점과 횡단면 자료는 측량을 통하여 획득하였다. SIV로 측정된 유속을 검증하는 수로 실험의 결과, 평균오차 10% 이내의 정확도를 보여 정확한 유속측정이 가능함을 확인하였다. 그러나, 실제 하천에의 적용에서는 저수위시와 악천후시에 대해서는 20 % 이내의 오차를 보이는 것으로 나타났다. 향후 SIV 기법의 문제점들을 해결한다면 언제 어디서나 효율적이고 경제적인 유량측정을 할 수 있을 것이다. 그리고 이를 활용하여 실시간 하천정보시스템으로 발전시킴으로써 하천 관리에 큰 도움이 될 것이라 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권4호
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• pp.23-27
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• 2011

This experimental study was performed to find rpms of the impeller and the surface flow accelerator to make a uniform velocity vertical distribution in the circular water channel. PIV technique was employed to measure the water velocity profiles into the water depth from the free surface. The number of instantaneous velocity profiles was decomposed into mean and turbulence velocity components, and the distribution of velocity fluctuation and turbulence intensity were computed for each experimental condition. From these results, the velocity uniformity was quantitatively determined to present the flow quality in the measuring section of the circular water channel. It has been shown that the proper operation of the surface flow accelerator would make the uniform velocity profiles and reduce the velocity fluctuation near the free surface.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권4호
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• pp.453-460
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• 2005

Experiments were conducted to investigate the effect of the surface roughness on the flat plate turbulent boundary layer. The square rods were installed at the leading edge to make surface roughness. The particle image velocimetry was used to measure the mean velocities and velocity fluctuation component. All measurements were made over a range of w/k=1. 2 5 and $Re_x=80.000{\sim}360,000$. Friction velocity was measured by using Clauser plot method. The level of turbulent intensities on roughness surface appears more strongly than that of turbulent intensities on flat plate. A correlation of boundary layer thickness in term of $Re_x$ and w/k are presented.