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제안 방법
- 최은수 등(1989)은 Laser doppler velocimetry (LDV)를 활용하여 회류수조의 유속 분포 및 난류강도를 계측하였고, 임영배 등(2003)은 프로펠러 유속계를 활용하여 임펠러 회전수에 따른 유속분포를 계측하였다. KTTC 회류수조분과(2006)에서 국내 5개 기관의 회류수조에서 동일한 모형선의 저항시험결과를 비교하였다. 5개 기관의 회류수조의 공간 유속 분포오차는 ±2~5.
- 본 연구에서는 회류수조의 임펠러와 표면유동가속장치의 회전수(RPM) 변화에 따른 관측부 수직방향 유속 분포 실험을 PIV기법을 활용하여 수행하였으며, 수직 유속 분포(Vertical velocity profile)와 난류강도(Turbulence intensity)를 계측했다. 관측부의 자유수면 부근에서 균일한 수직방향 속도분포를 얻기 위하여 여러 임펠러의 회전수와 표면유동가속장치의 회전수들에 대한 실험을 수행하였다.
- 8의 조리개 값에서 입자영상을 획득하였다. 레이저는 두 개의 Cylindrical plano concave lens로 구성된 광학렌즈시스템을 통과하여 만들어진 약 1mm두께의 레이져 면(Laser light sheet)이 관측부 밑 부분의 설치되어진 거울에서 반사되어 관측부 바닥의 유리면 중앙에 비추어지도록 하였다(Fig. 3). 실험에서 이용된 입자는 비중(Specific Gravity)은 1.
- 본 연구에서 회류수조 관측부에서 균일한 유속장을 얻기위해 임펠러 회전수와 표면유동가속장치 회전수를 교정하는 실험을 수행하고, PIV시스템을 이용하여 평균유속과 난류분포를 계측하였다. 두 개의 평균유속에 대한 여러 표면유동가속장치 회전수에 대한 유속분포, 평균유속, 난류속도성분 및 난류강도를 보고하였다.
- 본 연구에서는 회류수조의 임펠러와 표면유동가속장치의 회전수(RPM) 변화에 따른 관측부 수직방향 유속 분포 실험을 PIV기법을 활용하여 수행하였으며, 수직 유속 분포(Vertical velocity profile)와 난류강도(Turbulence intensity)를 계측했다. 관측부의 자유수면 부근에서 균일한 수직방향 속도분포를 얻기 위하여 여러 임펠러의 회전수와 표면유동가속장치의 회전수들에 대한 실험을 수행하였다.
- 수직방향으로 균일한 유속장을 얻기 위해 임펠러(회전수 80과 140)와 표면유동가속장치(회전수 190과 330)를 함께 운용하면서 수직방향의 평균속도와 난류속도성분 분포를 조사하였다(Fig. 7). 0.
- 조사구간 (Interrogation window)은 64×64pixels (6.5×6.5mm2)이고 주변 조사구간과 50%의 화상중복(Overlap)을 하여 속도장을 계산하였다.
- 회류수조 관측부의 수직유속분포을 측정하기 위해 CCD카메라를 90° 회전하여 가로 0.17m, 세로 0.24m인 1개의 유속측정구간(FOV, Field of view)에서 High speed CCD 카메라를 이용하여 입자영상을 획득하였다.
- 회류수조의 관측부에서 균일한 유속분포를 얻기 위한 임펠러 회전수와 표면유동가속장치 회전수를 결정하기위해서 2개의 임펠러 회전수(80, 140rpm)에서 각각 6개의 표면유동가속장치의 회전수에 대해 시험하였다. 시험에 이용된 임펠러의 회전수과 표면유동가속장치의 회전수를 Table 1에 정리하였다.
대상 데이터
- 동의대학교에 설치된 회류수조에서 실험을 수행하였고, 관측부는 길이 4.15m, 폭 2.1m, 높이 1.2m이다(Fig. 2).
- 실험에서 이용된 입자는 비중(Specific Gravity)은 1.02, 크기(d50)는 57µm인 Vestosint 2157을 이용하였다.
이론/모형
- CCD 카메라로 PIV 속도장 계산을 위한 이미지 페어(Image pair)를 얻기 위해서 두 개의 이미지간의 시간 간격(△t)는 1ms로 설정하였다. PIV 속도장을 계산은 이중화상상관기법 (Doubleframe/single-pulsed method)을 이용하였다. 조사구간 (Interrogation window)은 64×64pixels (6.
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