토모 PIV를 이용한 직배열 실린더 후류특성 연구

Abstract

논문에서는 연속된 2개의 실린더의 후류에 대한 특성을 연구하는 것을 주목적으로 삼았으며, 특히 연속된 실린더 사이의 간격에 따른 차이를 비교하였다. 후류에 대한 가시화 실험을 진행하기 위하여 50마이크로미터 크기의 실린더를 회류수조 내에 분포시키고, 8W, 532nm 레이저가 조사 됨으로서 산란광을 형성시켜 각 입자의 위치를 4대의 CCD 카메라를 통해 촬영하였고, Tomo-PIV 기법을 통하여 유동장 내의 벡터, 와도를 계산하였다. 실린더의 직경은 8mm이며, 실린더 사이의 간격은 각 8mm, 16mm, 24mm 일 때를 각각 case 1, case 2, case 3으로 지정하였고, 벡터 및 와도를 계산한 후 CFD 결과와 종합하여 결론을 도출하였다. Tomo-PIV 결과에서는 case 1의 경우 실린더 후류에서 낮은 와도를 나타냈으며, case 2와 3에서는 비교적 큰 값을 나타내었다. CFD 결과는 후방 실린더의 전압력 차이를 비교하였으며, case 1의 전압력 차이는 실린더 전 후방에서 0.056 Pa, case 2에서는 0.079 Pa, case 3에서는 0.094 Pa 로 case 1 대비 case 2는 약 1.4배, case 3에서 약 1.7배의 차이를 보였으며, 위 결과를 토대로 실제 해양플랜트 구조물에 적용 시 구조물 붕괴 사고를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.