[유체실험] PIV 유동 가시화 실험

소개글

필름카메라와 컴퓨터 해석프로그램을 써서 2차원 포텐셜유동을 가시화할 수 있다는 것을 이해하고. 소스(source), 싱크(sink), 균일유동(uniform flow)을 이용하여 여러 가지 유동형태를 만들어 관찰하고 원형 파이프 내로 흡입 혹은 배출하는 복잡한 형상의 물체 주위의 유체 흐름을 이해한다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 결론 및 고찰
6. 레퍼런스

본문내용

1. 실험목적
필름카메라와 컴퓨터 해석프로그램을 써서 2차원 포텐셜유동을 가시화할 수 있다는 것을 이해하고. 소스(source), 싱크(sink), 균일유동(uniform flow)을 이용하여 여러 가지 유동형태를 만들어 관찰하고 원형 파이프 내로 흡입 혹은 배출하는 복잡한 형상의 물체 주위의 유체 흐름을 이해한다. 실험 장치는 물체 주위의 유동형태를 관찰하고 층류와 난류의 상태를 관찰할 수 있게 하여 이상적인 흐름 상태를 이해할 수 있게 한다. 매트랩 프로그램을 이용하여 데이터를 가공해서 유동의 흐름을 눈으로 직접 볼 수 있게 산출하고 원하는 성분에서의 속도 변화량을 구해본다.

2. 실험이론
▪ 유동가시화 : 유동 가시화는 유동정보를 가장 손쉽게 얻을 수 있는 방법이다. 유동가시화는 전달현상 과정을 가시화하는 것으로, 속도, 압력, 밀도 및 온도 등과 같이 우리 눈에는 보이지 않는 유동정보의 공간분포를 시간과 공간의 어떤 범위 안에서 눈에 보이도록 하는 방법을 말한다. 예를 들자면 단층기법을 이용한 유동가시화 (Tomography)가 있다. 이 방법은 레이저나 Zenon과 같은 광원으로 평행광선을 만들어 측정하고자 하는 유동을 통과시키게 되면 유동의 밀도분포 등에 의하여 광파는 변형되거나 강도가 감쇄되어 맞은편에 위치한 영상입력장치에 도달하게 된다. 대상물체에 대하여 여러 각도에서 이와 같은 2차원 평면측정을 반복하여 유동정보를 수집하게 되면 유동장 전체 체적에 대한 밀도분포를 알게 되고 이를 이용하여 속도, 압력, 온도 등의 유동정보를 알아낸다. 이와 같은 방법 외에도 여러 가지 유동가시화 방법이 있는데 이러한 방법들을 이용하면 손쉽게 유동정보를 얻을 수 있다.
▪ PIV : 입자의 주어진 시간에 이동하는 거리를 측정하여 속도를 계산하는 방식으로 유동장에 교란을 주지 않을 뿐만 아니라 교정도 필요로 하지 않는다.

참고 자료

(1) http://www.google.co.kr
(2) http://www.postech.ac.kr
(3) 서상호, 유체역학, 사이어미디텍
(4) http://amigas.kaist.ac.kr
(5) http://www.cyncron.co.kr/sub02/sub03.php
(6) 최명진, 열 유체분야 기계공학 실험, 경희대학교출판부
(7) PIV and Water Waves, Pedersen 외 다수, WCPC