實驗 裝置

1. EXPERIMENT DUCT

Fig. 7 Experiment Duct

Fig. 7은 210*450*490㎜(가로*세로*깊이) 크기의 Desktop PC의 크기 의 실험닥트이며 5㎜의 두께의 투명 아크릴로 제작하였다. 이 닥트의 전 면에 120㎜의 흡입Fan, 후면에 92㎜ 방출Fan, CPU에 흡입, 방출Fan과

Z축으로 90˚틀어진 92㎜ 냉각Fan이 설치되고 5개의 Slot이 흡입Fan과

수평인 방향에 설치된다. 흡입Fan 전면에는 입자를 균일하게 뿌려줄 수

있는 210*450*250㎜의 서지탱크를 설치하고 방출 Fan 후면에는 210*

450*300㎜의 닥트를 설치하였다.

2. 各 裝置들의 諸元

CPU 및 흡입, 방출에 사용된 Fan은 ADDA사의 120㎜, 92㎜크기의 유 체베어링Fan으로 7개의 날개를 가지고 있다. DC 12V를 사용하며 풍량과 소음은 각각 72.0CFM, 26.3CFM과 34.4DBM, 16.0DBM을 가지고 있다.

다른 팬들에 비해 풍량이 많고 소음이 적으며 3Pin Type의 가변저항을 사용하여 Fan의 RPM을 조절할 수 있어 본 실험의 실험 장치로 사용하게 되었다.

Table. 1 In, Out, CPU Fan Specification

120㎜ 25T (유체/3P) 92㎜ 25T (유체/3P)

Dimension 120 x 120 x 25㎜ Dimension 92 x 92 x 25㎜

Bearing Type 유체(Hydro Bearing) Bearing Type 유체(Hydro Bearing)

Reted Speed 1000rpm ± 10% Reted Speed 1500rpm ± 10%

Reted Volltage 12V DC Reted Volltage 12V DC

Reted Current 0.24A Reted Current 0.09A

Air Flow 72.0 CFM Air Flow 26.3 CFM

Noise Level 34.4 DBA Noise Level 16.0 DBA

Pin Type 3 Pin Type Pin Type 3 Pin Type

3. Particle Image Velocimetry

본 실험에 사용한 Laser system은 514.5㎚와 488.0㎚의 기본 파장을 발산하는 Ar-Ion레이저로서 He-Ne레이저와 유사하나 電離(ionization) 와 勵起(excitation)를 위해서 대단히 높은 전류를 부여할 수 있다. 다소 기술적으로 복잡한 면이 있으나 레이저의 효율은 10^-1의 오더를 갖는다.

광대역 레이저 miller를 사용하여 몇 가지의 파장에서 에너지 방출이 생 성된다. 각각의 파장은 레이저 공진기에 있는 Brewster의 프리즘으로 선택할 수 있도록 하였으며 프리즘을 돌려서 조절할 수 있다, 프리즘을 사용하지 않고 하나의 최대파장으로 사용할 수 있는 싱글 렌즈를 통해서 514.5nm를 발생시켜 레이저의 최대 출력을 조절 할 수 있다. LLS(Lase r Light Sheet)는 레이저 본체로부터 나오는 광을 입사조절기에서 받아 들여 광케이블을 통하여 LLS probe의 렌즈조합에 의해서 단면 광을 생 성하는 장치로 sheet의 폭을 쉽게 조절할 수 있으며 광의 손실이 적다는 장점을 가지고 있다. 레이저 본체와 평행을 이루는데 어려움이 있어 본 실험에서는 LLS probe를 레이저 본체에 고정하고 optical fiber line로 연결하여 사용하였다. 멀리 떨어져 있는 곳에서도 단면광의 형성이 가능 하고 또한 임의의 위치와 각도로 설치할 수 있도록 하였다.

PIV에서 해석할 영상을 Hi-speed Camera 등과 같은 영상매체를 통 해 나타나는 영상신호를 샘플 당 정의된 비트로 디지털화 하여 PC가 처 리할 수 있는 신호로 바꾸어 주었다. 산술, 논리연산 및 영상처리조작을 행하여 정보를 분석하기 위하여 이미지 보드를 구성하였는데 이미지 보 드의 구성은 MATORAX사의 DATA-Translation보드이고 구성은 입출 력 LUT(Look-Up- Table)와 이미지 메모리 그리고 입출력을 위한 A/D

및 D/A컨버터, 외부트리거 및 외부동기신호를 위한 포트로 구성되어있

다. 이미지 보드의 작동원리는 비디오로부터 입력된 칼라신호를 보다 선 명하게 획득하기 위하여 크로미넌스 노치 필터에서 칼라정보를 제거한

후 아날로그 신호를 샘플링 하여 A/D 변환기에서 디지털화하며 디지털 로의 변환은 플레쉬 변환기에 의해서 행해진다. 변환 시 입력범위의 Black Level과 White Level로 조절 할 수 있으며 입력영상신호는 A/D 변환기를 거쳐 디지털 정보로 바뀌어 프레임 메모리에 저장되며 출력

LUT를 통과하여 PC의 램에 저장된다. RAM에 저장된 영상 Data는 모

니터에 디스플레이 하거나 하드디스크로 저장 할 수 있도록 하였다.

Fig. 8 Schematic diagram of the PIV system