선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 PLLIF를 이용하여 가스 터빈 엔진에 사용되는 hollow cone 형태의 노즐로부터 만들어지는 분무의 질량 유량 분포를 구해 보고, 카메라를 비스듬하게 설치한 경우, 그로 인한 영향을 살펴보았다. 또한, 형광 신호와 Mie 산란 신호의 비를 이용하여 평면의 SMD 분포를 구해 보았다.
가설 설정
- 먼저 측정하고자 하는 분무에서 입사광의 감쇠가 Beer's law를 따른다고 가정한다. 이는 분무가 지나치게 농밀하지 않을 경우 타당한 가정이다.
제안 방법
- 레이저 평면광은 분무에 직교하도록 조사하였다. 3 차원 이송장치를 사용하여, 레이저 평면광의 조사 위치를 변화시켜 주었다. 칼라 디지털 카메라를 평면광에 직교하도록 설치하고 형광과 Mie 산란의 이미지를 얻어 연료의 질량 분포와 SMD 분포를 구하였다.
- 따른 형광 이미지를 얻었다. 각각의 이미지들은 평면광의 강도 변화와 입사광의 갑쇠를 보정하여 주었다.
- 살펴보았다. 또한, 형광 신호와 Mie 산란 신호의 비를 이용하여 평면의 SMD 분포를 구해 보았다.
- 레이저 평면 이미지 기법을 이용하여 분무의 질량 유속 분포와 SMD를 측정하였고, 각 단면의 질량 유속 분포를 이용하여 3차원 분무 구조의이미지롤 재구성하였다. 정량적인 연료의 질량 유속 분포를 얻기 위하여 형광 신호의 강도를 각각의 단면의 형광 신호 강도의 합을 이용하여 정규화시켜주었다.
- 레이저 평면광은 분무에 직교하도록 조사하였다. 3 차원 이송장치를 사용하여, 레이저 평면광의 조사 위치를 변화시켜 주었다.
- 본 실험에서는 정상 상대외 분무를 사용했기 때문에, 하나의 키메라를 사용하여 형광과 Mie 산란의 이미지를 순차적으로 기록하는 방식을 사용하였다. 형광 신호와 Mie 산란 신호의 비를 이용해 구한 값은 상대적인 값틀이기 때문에, 이를 정량화하기 위하여 PDPA를 이용해 측정한 값 중하나롤 대입하여 식 (8)의 상수 K를 결정하여야 한다.
- 분무는 대기 중으로 수평으로 분사하였다. 분무압력은 연료 노즐의 바로 앞에서 압력계를 사용하여 측정하였다.
- 시험부는 아크릴로 막아 주었고, 광학적 접근을 위해서 창올 내었다. 분무의 후류 부분에 송풍기를 설치하여 공기 및 작은 액적 둥이배출되도록 하였다.
- 여러 연구자들이 PLMS (Planar Laser Mie Scattering)나 PLLIF (Planar Liquid Laser InducedFluorescence; 형광) 기법올 사용하여 분무의 특성을 관찰하였다. Wang(4) 등은 Mie 산란을 이용해서 air-blast 노즐의 분무 패턴을 측정하였다.
- 물과 알코올을 4 : 1로 혼합한 용액을 시험 유체로 사용하였는데, 아르곤 이온 레이저에 의해서 형광올 일으키기 위해서 fluorescein(Aldrich F245-6, C2H12O5)을 30顽£이 비율로 용해시켰다. 일정한 압력을 유지시켜주기 위해서 고압용 용기에 시험 유체를 담아 놓고, 질소 가스로 가압하여 노즐에 유체를 공급하여 주었다. 시험부는 아크릴로 막아 주었고, 광학적 접근을 위해서 창올 내었다.
- Wang(4) 등은 Mie 산란을 이용해서 air-blast 노즐의 분무 패턴을 측정하였다. 입사광의 감쇠를 보用하기 위해서, line-of-sight에 따른 감쇠 계산을 하였다. Su(s) 등온 PLLIF를 이용하여 가솔린 분무기의 수지 단면의 이미지를 얻었다.
- Su(s) 등온 PLLIF를 이용하여 가솔린 분무기의 수지 단면의 이미지를 얻었다. 입사광의 감쇠를 보정하기 위해서, 좌우에서 레이저를 조사하여 두 개의 이미지롤 얻은 후 합하는 방법과 함께 측성된 Mie 산란 이미지와 입사광의 감쇠의 총량을 이용하여 line-of-sight에 따른 계산을 하는 두 가지 방법을 사용하였다.
- 형광과 Mie 산란 이미지를 순차적으로 기록한 후, 두 이미지의 비를 이용하여 SMD 분포를 구하였다. 정량적인 SMD 값을 얻기 위하여 PDPA를 이용하여 보정 상수를 구하였다.
- 재구성하였다. 정량적인 연료의 질량 유속 분포를 얻기 위하여 형광 신호의 강도를 각각의 단면의 형광 신호 강도의 합을 이용하여 정규화시켜주었다. 형광과 Mie 산란 이미지를 순차적으로 기록한 후, 두 이미지의 비를 이용하여 SMD 분포를 구하였다.
- 카메라를 레이저 평면과 수직하지 않고, 비스듬히 각을 이루도록 설치한 경우 획득된 이미지를 원근에 대한 보성올 하였다. 이러한 원근에 대한 보정은 Affine 변환을 함으로써 해결하였다.
- 카메라를 레이저 평면에 수직으로 위치하고, 분무 압력를 7kgf7cm2으로 했을 때의 분무의 질량 유량 분포를 알아보기 위하여 노즐로부터의 거리에 따른 형광 이미지를 얻었다. 각각의 이미지들은 평면광의 강도 변화와 입사광의 갑쇠를 보정하여 주었다.
- 3 차원 이송장치를 사용하여, 레이저 평면광의 조사 위치를 변화시켜 주었다. 칼라 디지털 카메라를 평면광에 직교하도록 설치하고 형광과 Mie 산란의 이미지를 얻어 연료의 질량 분포와 SMD 분포를 구하였다.
- 정량적인 연료의 질량 유속 분포를 얻기 위하여 형광 신호의 강도를 각각의 단면의 형광 신호 강도의 합을 이용하여 정규화시켜주었다. 형광과 Mie 산란 이미지를 순차적으로 기록한 후, 두 이미지의 비를 이용하여 SMD 분포를 구하였다. 정량적인 SMD 값을 얻기 위하여 PDPA를 이용하여 보정 상수를 구하였다.
대상 데이터
- 광원으로는 아르곤 이온 레이저(Lexel 953, 최대 출력 4W)롤 사용했으며, fiber optics(TSI, ViewPoint)를 이용하여 평면광으로 만들어 주었다. 레이저 평면광은 분무에 직교하도록 조사하였다.
- 분무 압력, 妒가 7bar 일 때, 유량은 25 kg/hr 이었다. 물과 알코올을 4 : 1로 혼합한 용액을 시험 유체로 사용하였는데, 아르곤 이온 레이저에 의해서 형광올 일으키기 위해서 fluorescein(Aldrich F245-6, C2H12O5)을 30顽£이 비율로 용해시켰다. 일정한 압력을 유지시켜주기 위해서 고압용 용기에 시험 유체를 담아 놓고, 질소 가스로 가압하여 노즐에 유체를 공급하여 주었다.
- 본 실험에서 사용된 연료 노즐은 이 중 오리피스 형식의 노즐로서 시동 노즐과 주 노즐로 구성되어 있는데, 시동 노즐만을 실험에 사용하였다.
- 1과 같다. 실험 장치는 크게 연료 공급 장치, 시험부, 레이저 평면 광을 만들어 주는 레이저와 fiber optics, 카메라로 이루어져 있다.
이론/모형
- 원근에 대한 보성올 하였다. 이러한 원근에 대한 보정은 Affine 변환을 함으로써 해결하였다.
- 일어날 정도로 농밀하다. 이를 보정하기 위하여 레이저를 순차적으로 좌우에서 조사하여 각각의 이미지를 얻은 후 Talley何 등에 의하여 제안된 알고리즘을 사용하였다. 이것은 이미지 중 레이저 평면광의 진행 방향에 평행한 한 줄의 픽셀들에 대한 관계를 세운 후, 평면의 모든 줄에 적용을 시켜서 2차원의 분포를 얻는 것이다.
성능/효과
- Ze1ina(7) 등은 분무 분포뿐만 아니라, 형광 신호와 Mie 산란 신호의 비율을 이용해서 평면의 SMD 분포를 구하였다. PDPA로부터구한 분무의 질량 유량 분포와 비슷한 분포를 나타내지만, 중심 부근에서 잘 맞지 않음을 지적하고, 레이저 평면 밖에서의 산란으로 인한 것으로 보았다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.