본 연구에서는 영상해석기법의 일종인 PTV(ParticleTracking Velocimetry)를 이용하여 난류 흐름 중의 침강속도를 측정하였다. 난류가 침강속도에 미치는 영향에 대해서는 과거부터 상당한 연구가 진행되어 왔으나 당시의 연구는 이론적, 기술적 한계 때문에 난류강도와 침강속도의 관계를 정량적으로 분석하는 데에는 많은 어려움이 있었다. 따라서 난류가 침강속도에 미치는 영향을 정확히 파악하기 위해서는 이러한 기존의 연구방법의 단점을 개선한 기법의 개발이 가장 필요한 과제라 할 수 있다. PTV는 원래 유속장 측정을 위해 개발되었으나, 그 특성상 흐름을 방해 하지 않고 개별입자의 속도를 측정할 수 있으므로 난류 흐름 중의 침강속도를 측정할 수 있는 유일한 기법이라 판단되어 본 연구에서 침강속도 측정에 이용하였다. 실험은 정지유체 중을 포함한 4가지의 흐름조건을 부여한 ...
본 연구에서는 영상해석기법의 일종인 PTV(ParticleTracking Velocimetry)를 이용하여 난류 흐름 중의 침강속도를 측정하였다. 난류가 침강속도에 미치는 영향에 대해서는 과거부터 상당한 연구가 진행되어 왔으나 당시의 연구는 이론적, 기술적 한계 때문에 난류강도와 침강속도의 관계를 정량적으로 분석하는 데에는 많은 어려움이 있었다. 따라서 난류가 침강속도에 미치는 영향을 정확히 파악하기 위해서는 이러한 기존의 연구방법의 단점을 개선한 기법의 개발이 가장 필요한 과제라 할 수 있다. PTV는 원래 유속장 측정을 위해 개발되었으나, 그 특성상 흐름을 방해 하지 않고 개별입자의 속도를 측정할 수 있으므로 난류 흐름 중의 침강속도를 측정할 수 있는 유일한 기법이라 판단되어 본 연구에서 침강속도 측정에 이용하였다. 실험은 정지유체 중을 포함한 4가지의 흐름조건을 부여한 개수로 실험 장치에, 3종류의 입경을 가진 유사를 투입하여 수행되었다. 정지유체 중 침강속도의 측정결과, 기존 문헌에 나타난 값과 잘 일치하여(1.16∼5.41% 오차범위), 흐름 중 침강속도 측정기법으로 PTV의 적용성을 검증하였다. 난류 흐름 중 침강속도를 측정한 결과, 우선 난류 흐름 중에서는 침강 속도가 정지유체에서보다 감소한다는 기존의 연구결과를 확인하였다. 또한, 침강속도에 대한 난류의 영향을 정량적으로 분석한 결과, 난류강도가 증가할수록 입자의 침강속도는 감소함을 알 수 있었다. 본 실험의 결과에 따르면, 연직방향 난류강도값이 0.4에서 1로 증가하는 동안, 입자의 침강속도비 w/w_o는 0.9내외에서 0.6내외로 감소하였다.
본 연구에서는 영상해석기법의 일종인 PTV(Particle Tracking Velocimetry)를 이용하여 난류 흐름 중의 침강속도를 측정하였다. 난류가 침강속도에 미치는 영향에 대해서는 과거부터 상당한 연구가 진행되어 왔으나 당시의 연구는 이론적, 기술적 한계 때문에 난류강도와 침강속도의 관계를 정량적으로 분석하는 데에는 많은 어려움이 있었다. 따라서 난류가 침강속도에 미치는 영향을 정확히 파악하기 위해서는 이러한 기존의 연구방법의 단점을 개선한 기법의 개발이 가장 필요한 과제라 할 수 있다. PTV는 원래 유속장 측정을 위해 개발되었으나, 그 특성상 흐름을 방해 하지 않고 개별입자의 속도를 측정할 수 있으므로 난류 흐름 중의 침강속도를 측정할 수 있는 유일한 기법이라 판단되어 본 연구에서 침강속도 측정에 이용하였다. 실험은 정지유체 중을 포함한 4가지의 흐름조건을 부여한 개수로 실험 장치에, 3종류의 입경을 가진 유사를 투입하여 수행되었다. 정지유체 중 침강속도의 측정결과, 기존 문헌에 나타난 값과 잘 일치하여(1.16∼5.41% 오차범위), 흐름 중 침강속도 측정기법으로 PTV의 적용성을 검증하였다. 난류 흐름 중 침강속도를 측정한 결과, 우선 난류 흐름 중에서는 침강 속도가 정지유체에서보다 감소한다는 기존의 연구결과를 확인하였다. 또한, 침강속도에 대한 난류의 영향을 정량적으로 분석한 결과, 난류강도가 증가할수록 입자의 침강속도는 감소함을 알 수 있었다. 본 실험의 결과에 따르면, 연직방향 난류강도값이 0.4에서 1로 증가하는 동안, 입자의 침강속도비 w/w_o는 0.9내외에서 0.6내외로 감소하였다.
In this study, fall velocity in the turbulent flow is measured by using PTV (Particle Tracking Velocimetry), a kind of image analysis method. The effect of turbulence on the fall velocity has been studied by several researchers. There were, however, many difficulties in quantitative analysis because...
In this study, fall velocity in the turbulent flow is measured by using PTV (Particle Tracking Velocimetry), a kind of image analysis method. The effect of turbulence on the fall velocity has been studied by several researchers. There were, however, many difficulties in quantitative analysis because of the theoretical and technical limitations. Therefore, a new technique to make up for the defects of the existing methods is required. PTV, which has been developed originally as a method for velocity measurement using image-analysis technique, can be used for the measurement of fall velocity in the turbulent flow. It can overcome the shortcomings of existing methods because it can measure the velocity of individual particles without disturbing the flow . The experiments were carried out in the open channel for 4 flow cases and 3 settling particles. The result of the fall-velocity measurement in the still water shows that the fall velocities measured using PTV are in good agreement with those obtained from existing methods, which verifies the use of PTV in the fall velocity measurement. The experimental results confirm the results of several existing studies that the turbulence makes the fall velocity decrease. The result also shows that the dimensionless fall velocity, normalized by the still-water value, decreases from 0.9 to 0.1 as the turbulence intensity of vertical direction increases from 0.4 to 1.0.
In this study, fall velocity in the turbulent flow is measured by using PTV (Particle Tracking Velocimetry), a kind of image analysis method. The effect of turbulence on the fall velocity has been studied by several researchers. There were, however, many difficulties in quantitative analysis because of the theoretical and technical limitations. Therefore, a new technique to make up for the defects of the existing methods is required. PTV, which has been developed originally as a method for velocity measurement using image-analysis technique, can be used for the measurement of fall velocity in the turbulent flow. It can overcome the shortcomings of existing methods because it can measure the velocity of individual particles without disturbing the flow . The experiments were carried out in the open channel for 4 flow cases and 3 settling particles. The result of the fall-velocity measurement in the still water shows that the fall velocities measured using PTV are in good agreement with those obtained from existing methods, which verifies the use of PTV in the fall velocity measurement. The experimental results confirm the results of several existing studies that the turbulence makes the fall velocity decrease. The result also shows that the dimensionless fall velocity, normalized by the still-water value, decreases from 0.9 to 0.1 as the turbulence intensity of vertical direction increases from 0.4 to 1.0.
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