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Digital Holographic PIV 기법의 개발과 제트유동에의 응용
Development of Digital Holographic PIV Technique and Its Application

김석   (포항공과대학교 대학원 기계공학과UU0001351  ); 이상준   (포항공과대학교 기계공학과UU0001351  );
  • 초록

    A digital in-line holographic particle image velocimetry (HPIV) which can be applied to measure three-dimensional velocity fields of turbulent flows was developed. There are three different implementation methods of HPIV: traditional film-based HPIV, intermediate HPIV and digital HPIV. The traditional film-based HPIV and intermediate HPIV method is rather troublesome to do experiments and takes long calculation time, compared with the digital HPIV, Configuration of the digital in-line HPIV is simple and the data processing routine is similar to conventional 2D PIV methods. The digital HPIV velocity field measurement consists of four steps: recording, numerical reconstruction, particle extraction and velocity extraction. In the velocity extraction process, we improved PTV algorithm to extract the displacement of particle each placed in 3D space. The developed digital in-line HPIV system was applied to a vertical jet flow. The 3D velocity vectors measured by the digital HPIV method in the near field are in a good agreement with 2D PIV results.


  • 주제어

    디지털 홀로그래픽 입자영상유속계 .   수치적 재구성 .   제트 유동.  

  • 참고문헌 (13)

    1. Meng, H. and Hussain, F., 1995, 'A In-Line Recording and Off-Axis Viewing(IROV) Technique for Holographic Particle Velocimetry,' Applied Optics, Vol. 34, pp. 1827-1840 
    2. Pu, Y. and Meng, H., 2000, 'An Advanced Off-Axis Holographic Particle Image Velocimetry(HPIV) System,' Experiments in Fluids, Vol. 29, pp. 184-197 
    3. Pu, Y. and Meng, H., 2003, 'Intrinsic Aberrations Due to Mie Scattering in Particle Holography,' Journal of the Optical Society of America A, Vol. 20, pp. 1920-1932 
    4. Barnhart, D. H., Adrian, R. J., Meinhart, C. D. and Papen, G. C., 1994, 'Phase-Conjugate Holographic System for High-Resolution Particle Image Velocimetry,' Applied of Optics, Vol. 33, pp. 7159-7169 
    5. Sheng, J. and Meng, H., 1997, 'A Genetic Algorithm Approach for 3D Velocity Field Extraction in Holographic Particle Image Velocimetry,' Experiments in Fluids, Vol. 25, pp. 461-473 
    6. Hermann, S. F. and Hinsch, K. D., 2003, 'Light-in-Flight Holographic PIV(LiFH-PIV) for Wind-Tunnel Applications: Off-Site Reconstruction of Deep- Volume Real Particle Images,' Proc. Int. Workshop on Holographic Metrology in Fluid Mechanics (Loughborough, UK, 28-30 May 2003) 
    7. Pan, G., 2003, 'Digital Holographic Imaging for 3D Particle and Flow Measurement,' PhD Thesis, State University of New York at Buffalo 
    8. Pan, G. and Meng, H., 2003, 'Digital Holography of Particle Field: Reconstruction by Use of Complex Amplitude,' Applied Optics, Vol. 42, pp. 827-833 
    9. Kim, S. and Lee, S. J., 2001, 'Temperature Field Measurements of Hele-Shaw Convection Cell Using a Holographic Interferometry,' Trans. of the Korea Society of Mechanical Engineers (B), Vol. 25, No. 11, pp. 1624-1631     
    10. Kim, S. and Lee, S. J., 2004, 'Diagnosis of HSC Convective Flow Using a Digital Holographic Interferometry and PIV System,' Trans. of the Korea Society of Mechanical Engineers (B), Vol. 28, No.4, pp.493-499     
    11. Goodman, J. W., 1967, 'Film Grain Noise in Wavefront-Reconstruction Imaging,' Journal of the Optical Society of America A, Vol. 57, pp. 493-502 
    12. Goodman, J. W., 1996, 'Introduction to Fourier Optics,' Newyork, McGraw-Hill 
    13. Baek, S.J. and Lee, S.J., 1996, 'A New Two-Frame Particle Tracking Algorithm Using Match Probability,' Experiments in Fluids, Vol. 22, pp. 23-32 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim Seok ; Lee Sang-Joon 2006. "Effect of Particle Concentration on Digital Holographic PTV Measurement" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, 30(10): 929~934     

 저자의 다른 논문

  • 김석 (8)

    1. 2001 "아연도금강판의 품질향상을 위한 도금욕 내부 유동제어 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 25 (10): 1392~1399    
    2. 2001 "홀로그래픽 간섭계를 이용한 Hele-Shaw Convection Cell 내부 온도장 측정" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 25 (11): 1624~1631    
    3. 2004 "디지털 홀로그래픽 간섭계와 PIV를 이용한 Hele-Shaw Cell 내부 열유동 해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 28 (4): 493~499    
    4. 2004 "X-ray 미세 영상기법을 이용한 미세기포의 크기 및 속도 동시 측정기술 개발" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 28 (6): 659~664    
    5. 2005 "X-ray PIV 기법의 개발과 적용연구" 한국가시화정보학회지= Journal of the Korean society of visualization 3 (1): 20~25    
    6. 2005 "난류유동 해석을 위한 Dynamic PIV 시스템의 개발" 한국가시화정보학회지= Journal of the Korean society of visualization 3 (1): 71~77    
    7. 2006 "X-ray PTV 기법을 이용한 불투명 튜브 내부의 미세기포의 크기 및 속도 동시 측정" 한국가시화정보학회지= Journal of the Korean society of visualization 4 (2): 69~75    
    8. 2006 "입자 농도가 Digital Holographic PTV 측정에 미치는 영향에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 30 (10): 929~934    
  • 이상준 (62)

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