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문제 정의
- 각 상의 영상은 메디안 필터(median filter), 팽창연산(dilation), 침식연산(erosion), 영상처리(image enhancement) 등을 이용하여 소프트웨어에 의해 비교적 간단하게 분리하여 각 상의 속도장을 추출하는 기법을 논의한다. 그리고 이 기법으로 측정한 단일 기포의 후류 유동을 고찰하고자 한다.
- 와의 강도가 클수록 기포가 받는 수평방향 힘 이 증가하고 그에 따른 항력이 증가하여 기포의 수직 방향 속도는 감소한다. 기포 운동과 유동의 불안정성 에 대한 엄밀한 연구를 위해서는 압력분포에 대한 측 정도 동시에 이루어져야 하며, 비록 본 연구가 기체 -액체 상호작용에 대한 가시화에 초점을 두었지만 두 상의 동적거동 해석을 위한 기초자료를 제공한다.
- 기체-액체로 이루어진 이상유동은 기포의 빠르고 비정상적인 운동으로 인하여 두 상의 상호작용을 엄밀하게 규명하기 위해서는 고속 측정에 기반한 이상 유동 계측기법이 요구된다. 따라서, 본 연구의 목적은 고속 이상유동 PIV(time-resolved two-phase PIV) 기법의 개발에 있으며, 정지된 액체에서 수직 상승하는 단일 기포의 운동과 그로 인해 발생되는 와류유동에 적용하고자 한다. 하드웨어를 간소화 함으로써 측정을 용이하게 하도록 단일 고속 카메라에 의한 영상데이터 획득을 시도하고, Lindken과 Merzkirchen] 제안한 방법과 유사하게 형광입자와 광학필터 그리고 배경조명을 활용하여 두 상의 경계에서 발생되는 2차 반사 문제를 해결한다.
- 본 연구에서는 자유 상승하는 단일 기포의 거동을 2차원적으로 단순화 하기 위하여 측정부의 두께를 기포의 직경과 거의 같은 3 mm로 제작하여 기포의 거동이 2차원 평면에서 일어나도록 하였다. 무한공간에서 기포의 운동은 3차원이나 본 연구는 2차원 고속 이상유동 PIV 계측 기법을 개발 하고 이를 통한 기체-액체 상의 상호작용에 대한 연구의 정당성을 확인하고자 하였다. 추후 3차원 기포 운동의 계측과 3차원 PIV기법이 결합된다면 일반적인 기체 -액체 이상유동에 대한 포괄적인 접근이 가능 하다.
- 또한 zig-zagging motione 후류에 생성되는 와류 구조와 연관되어 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 자유 상승하는 단일 기포의 거동을 2차원적으로 단순화 하기 위하여 측정부의 두께를 기포의 직경과 거의 같은 3 mm로 제작하여 기포의 거동이 2차원 평면에서 일어나도록 하였다. 무한공간에서 기포의 운동은 3차원이나 본 연구는 2차원 고속 이상유동 PIV 계측 기법을 개발 하고 이를 통한 기체-액체 상의 상호작용에 대한 연구의 정당성을 확인하고자 하였다.
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