PIV

소개

눈에 보이지 않는 흐름중에 추적입지를 넣고 적당한 조명을 가한 뒤에 카메라 등으로 순시 또는 시간평균의 유동장을 기록하여 유체역학적인 특성을 고찰하는 작업을 가시화(Visualization)라고 한다. PIV는 유체의 속도계측을 위한 정량적 가시화기법의 한 종류로 구분할 수 있으며 질점역학에서 알 수 있는 바와 같이 유동장에 분포된 추적입자의 이동거리 및 이동시간을 알면 속도를 계산할수 있다. PIV의 기본 원리는 레이저 빔을 이용하여 실린더렌즈와 같은 광학렌즈에 의해 얻어지는 2차원 평면광으로 조명된 관측구간에서 얻어지는 입자의 밝기 강도값을 영상입력장치에 의해 픽셀값으로 변환하여, 그 데이터들을 통계적으로 해석하는 것이다.

목차

1. PIV 개요
2. 시스템 구성
3. PIV를 이용한 유동 가시화 기법
4. 입자영상 유속계의 응용분야
(PIV : Particle Image Velocimetry)

본문내용

1. PIV 개요
눈에 보이지 않는 흐름중에 추적입지를 넣고 적당한 조명을 가한 뒤에 카메라 등으로 순시 또는 시간평균의 유동장을 기록하여 유체역학적인 특성을 고찰하는 작업을 가시화(Visualization)라고 한다. PIV는 유체의 속도계측을 위한 정량적 가시화기법의 한 종류로 구분할 수 있으며 질점역학에서 알 수 있는 바와 같이 유동장에 분포된 추적입자의 이동거리 및 이동시간을 알면 속도를 계산할수 있다. PIV의 기본 원리는 레이저 빔을 이용하여 실린더렌즈와 같은 광학렌즈에 의해 얻어지는 2차원 평면광으로 조명된 관측구간에서 얻어지는 입자의 밝기 강도값을 영상입력장치에 의해 픽셀값으로 변환하여, 그 데이터들을 통계적으로 해석하는 것이다.

1-1 기본 가정
통계적인 해석은 다음의 기본 가정하에 이루어진다.
-조사된 입자는 2차원 평면 내에 존재한다.-입자영상은 관측공간 내에서는 속도구배는 없다.-입자영상은 관측공간 내에서는 공간구배는 없다.-프레임간 시간간격은 유동형태의 유사성을 보존할 수 있을 정도로 충 분히 짧다.-대상 유체에 대한 모든 입자의 비중은 동일하다.-대상 유체와 입자와 조명과의 화학반응은 없다.

2. 시스템 구성

1) 영상의 입력 및 저장장치

영상입력장치는 PIV의 속도추출기법에 따라서 결정되며 대표적인 입력장치로서 미캐니컬 스캐너, CCD 카메라, Hi-8mm Cam Coder, 고속도 비디오카메라 등이 있다. 입력신호의 종류는 NTSC Composite, S-VHS(Y/C) , RGB 등이 있다.

참고자료

· 없음