유동가시화(PIV)원리.구성,예

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유동가시화(PIV)원리.구성,예

본문내용

제가있으므로 이 문제를 해결하여야 한다. 일반적으로 PIV 방식은 입자밀도가 큰 경우에 적용되며 유한한 크기의 조사구간의 평균속도를 추출함으로써 제한된
공간분해능을 지닌다.
LSV 방법은 이중 노출방식으로 획득한 고밀도의 입자영상을 film 등에 기록한 후, optical process에 의해 생성된 speckle pattern 을 화상처리 하여 속도벡터를 산출한다. LSV 는 PIV 범주에 포함되어지기도 하지만, 화상의 기록방법과 처리과정이 PIV 와는 약간 차이가 난다. LSV 방법은 입자 하나하나를 식별할 수 없을 정도로 높은 입자밀도의 영상에 대해 사용되어 진다.
이와 같은 화상처리를 이용한 여러 가지 속도장 측정기법 중에서 최근에는 PIV(Particle Image Velocimetry)와 PTV(Particle Tracking Velocimetry)의 2가지가 주로 사용되고 있다. Adrian 교수는 PIV 기법을 고밀도 PIV 라 하고, PTV 방식을 저밀도 PIV 로 부른다. 이 같은 맥락에서 최근에는 화상처리를 이용한 속도장 측정기법 모두를 넓은 의미의 PIV 라 부르기도 한다.
3차원 속도장 측정기법으로는 Stereoscopic PIV 와 Holographic PIV 시스템이 주로 사용되고 있다. Stereoscopic PIV 방식은 레이저 평면광으로 조명 되어진 입자영상을 2 대 이상의 CCD 카메라로 동시 계측하여 stereoscopic matching 방식으로 out-of plane 속도성분을 도출하는 방식으로 3 방향의 속도성분 u, v, w 를 구하게 된다. 반면에 Holographic PIV 는 holograph 기법을 이용하여 volume 내부의 3 차원 속도성분 분포를 구하는 3 차원 속도장 측정법이다. 그러나 Holography PIV 시스템은 구성이 복잡하고 고가여서 아직 까지 3 차원 속도장 측정은 주로 Stereoscopic PIV 방식에 의해 이루어 있다.
4. 여러 가지 유동 가시화 기법
1) 상호상관(Cross-correlation) PIV
시간 해상도면에서 상호상관 PIV에 가장 적합한 선택은 우선 고속도 비디오카메라를 들 수가 있다. 여기에서는 카메라가 제공하는 기계적인 프레임수에 따라 공간해상도가 자동으로 설정되며 단지 충분한 조명이 필요하다. 그러나 현재의 고속도비디오 카메라는 일반적으로 공간해상도가 낮으며(최대 500× 500 픽셀 수준) 풀사이즈에서 프레임수도 103머물고 있다. 이 때에 얻을 수 있는 최대 계측속도는 10m/sec전후라고 보여진다. 다음으로 선택할 수 있는 것이 레이저의 연속광을 단속적으로 절단(chopping)하여 짧은 펄스조명의 발생을 비디오의 동기신호와 연계시키는 방법이다. 여기에서는 비월주사방식(interlace scanning)의 비디오프레임(frame, 1/30초)의 두 피일드(odd 와 even field, 1/60초)에 임의의 미소 펄스폭과 간격을 갖는 펄스광을 연속적으로 발광시켜서 유동장의 영상을 비디오방식으로 저장하는 기법이다. 크게 미캐니컬

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