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홀로그래피 간섭을 이용한 열 유체 비정상분포 계측기술

전문가 제언: ○ 최근의 열 유체관련 계측장치는 레이저를 이용한 비접촉식으로 전체 영역의 물리량을 짧은 시간에 측정할 수 있는 방법으로 연구 개발되고 있다. 이 가운데 홀로그래피 간섭계측법(HI)은 유체의 밀도, 온도, 농도 등을 측정하여 열 물질의 전달해석에 널리 활용되고 있다.

○ 이러한 홀로그래피 간섭계측법에는 정적인 응력해석에 이용하는 이중노출법(double exposure), 정적인 상태해석은 물론 동적인 해석에도 활용될 수 있는 실시간법(real time), 그리고 진동물체의 응력해석에 유리한 시간평균법(time average)이 있어서 적절하게 선택하여 활용한다.

○ 2차원의 유동장 측정에는 홀로그래피 간섭계측법 외에도 레이저유도 형광법(Laser Induced Fluorescence: LIF)과 입자영상 유속계(Particle Image Velocimetry: PIV) 등이 있는데, 이 글에서는 대상물체에 따라 계측법을 병행 사용하여 동시 계측하는 방법을 소개하고 있어 효율성측면에서 매우 시장성이 높을 것으로 보인다.

○ 온도나 유속 및 농도 등의 분포계측과 분석시스템은 감시 및 진단기술에도 활용이 가능한 범용성이 높은 화상처리 및 분석시스템으로 시장성이 매우 크다. 국내 계측기기의 수요는 1990년대엔 거의 20%의 성장을 가져왔고 2000년대에도 계속 수요가 증가하고 있다.

○ 그러나 우리의 계측기술은 선진국에 비해 기술격차가 크고 수입의존율이 70%에 이를 정도로 무역역조가 크다. 다행히도 최근 화상처리 및 분석기기에 대한 기초연구가 활발하게 진행되고 있어서 계측기기의 국산화가 기대되고 있는데, 이 글과 같이 동시계측이 가능하도록 개발된다면 수요확대에 크게 유리할 것으로 사료된다.

○ 최근 열전달이나 연소의 거동해석 등 복잡한 유동현상을 해석하기 위한 3차원 유동장에 대한 측정법도 거론되고 있다. 이에 따라 최근 3차원의 굴절률 장을 측정하는 홀로그래피 간섭 토모그래피(Holographic Interferometric Tomography: HIT) 기술이 제시되고 있어서 이에 대한 개발 실용화도 시장성이 높다고 보여 진다.

저자: Akira Narumi
자료유형: 학술정보