항공우주 유동에서 레이저 측정 기술의 적용(The application of laser measurement techniques to aerospace flows)

전문가 제언

□ 레이저 측정 기술은 일반적으로 열유체와 열전달의 많은 분야에서 적용되고 있다. 아직도 높은 도전 과제들이 남아 있는 적용 분야가 항공우주 유동의 측정이다. 이 경우의 실험은 높은 질량 유량, 고속 유동 그리고 일부 경우 높은 온도 그리고 측정도 또한 광학적으로만 가능하다는 제한에 직면하게 된다.

□ 이런 유동 형태에서는 이미 확립되어 있는 기술로 입자 영상 속도계(PIV, Particle Image Velocimetry), 레이저 도플러 풍속계(LDA, Laser Doppler Anemometry), 레이저-유도 분광계, 액정 온도계와 같은 레이저 기법을 사용하여 측정하였다. 최근에 개발된 기법으로 속도 측정시의 도플러 글로벌 속도계와 분자 태깅 속도계(MTV, Molecular Tagg- ing Velocimetry)가 있다. 표면 온도 측정용으로는 열상 온도계(TPT, Thermographic Phosphor Thermometry)가 있다.

□ PIV 기법은 처음 1977년 Dudderar와 Simpkins에 의해 입증된 것과 같이 레이저 흔적 기법을 사용한다. PIV는 입자를 넣은 유체에서 관심 있는 평면에 위치한 다중 펄스 레이저 판을 사용하는 가장 단순한 형태의 평면 속도 측정 기법이다. 이미지는 디지털 또는 광학 카메라를 사용하여 광면(light sheet)으로부터 기록된다. 결과적으로 광학 또는 디지털 보정 기법을 사용하여 그 유동의 2차원 속도 벡터 맵(vector map)으로 처리된다.

□ LDA 기술은 지난 20년간 쉽게 사용하여 왔던 점별(pointwise) 속도 기법이다. 가장 일반적인 3차원 LDA 장치를 보면, 레이저 빔의 각 쌍(pair), 전형적으로 자주색(455nm), 청색(488nm)과 녹색(514.4nm)의 컬러들은 동일한 일치점으로부터 하나의 성분을 제공한다. 3개의 성분들은 3차원 속도 데이터로 변환된다.

□ 레이저 형광 방법(Laser Fluorescene Method)은 항공 우주의 연구에 적용이 점차 증가하고 있는 레이저 방법 중의 한 범주로서 형광 기술을 기반으로 한다. 이 방법으로 온도, 농도와 입자 직경 등을 포함하는 스칼라 데이터와 속도 벡터 데이터를 산출할 수 있다.

저자

Lawson, NJ

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2004

권(호)

218(G1)

잡지명

PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART G-JOURNAL OF AEROSPACE ENGINEERING

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

33~57

분석자

임*생

분석물

• 항공우주 유동에서 레이저 측정 기술의 적용.pdf [216,777 byte]

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