PIV원리와 적용

소개

PIV원리와 적용와 적용에 대해 조사 정리한 자료입니다

목차

1. PIV의 원리

2. PIV(Particle Image Velocimetry)를 이용한 유동 가시화 기법
1) 개 요
2) PIV의 분류 및 적용
3) 시스템 구성

3. 여러 가지 유동 가시화 기법
1) SHADOWGRAPH METHOD
2) SCHLIEREN METHOD
3) MACH-ZEHNDER INTERFEROMETER Method
4) tellurium methord
5) 수소 기포법(THE HYDROGEN-BUBBLE METHOD)
6) 연기를 이용한 방법(Visualization Techniques Using Smoke)

본문내용

1. PIV의 원리
유동입자들의 변위정보를 담고 있는 입자화상을 이용한 입자화상속도계측(Particle Image Velocimetry)기법이 개발되어 정성적인 순간 유동정보 뿐만 아니라 정량적인 속도장 정보를 제공하고 있다. 지난 10여년간 이와 같은 속도장 계측기술은 매우 빠른 속도로 발전하여 이제는 복잡한 비정상(unsteady), 난류운동(turbulent flow)의 유동구조를 높은 공간 분해능으로 정확히 해석하는 것도 가능하게 되었다.
속도장 계측기법의 기본원리는 시간간격t 동안 움직인 tracer 입자들의 변위정보를 화상입력장치에 저장한 후, 디지털 화상처리기법을 이용하여 입자변위를 계측하고 시간간격 t 로 나누어 줌으로써 속도벡터를 추출하는 것이다.
속도장 계측은 입자화상(particle image)을 취득, 속도벡터를 추출하고, 추출한 속도장 결과를 나타내는 3단계 과정으로 이루어진다. 입자화상을 취득하는 과정은 먼저 적절한 tracer입자를 선정하고, Cylindrical 렌즈를 이용하여 레이저 평면광을 만들어 계측하고자 하는 유동평면을 조사하게 한다.
CCD카메라와 같은 화상입력장치를 평면광에 수직으로 설치하여 입자화상을 취득하게 된다. 입자화상 취득 시 tracer입자의 크기와 concentration, 카메라 노출시간, 시간 간격t등은 실험조건 및 사용하는 PIV 계측기법의 종류에 따라 다르게 설정하여야 한다.
취득한 입자화상으로부터 속도벡터를 추출하는 과정은 입자변위를 어떻게 구하느냐에 따라 여러 가지 방법이 사용되고 있으며, 추출 algorithm도 다양하다. PIV 계측기법을 시간과 공간에 따라 급격하게 변화하는 난류유동에 적용하기 위해서는 계측오차가 적고 효율적인 속도취득algorithm의 개발과 더불어 난류 통계치를 구하는 데 들어가는 계산시간을 줄이려는 노력이 필요하다. 속도장 계측 결과에 들어 있는 error vector elimination routine도 속도벡터 추출과정에 포함된다.

참고자료

· 없음