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입자의 유동 분석

제목 그대로 입자의 유동을 분석하려고 하는데요. 서브마이크로미터 사이즈의 입자 유동은 Micro-PIV로 어느정도 관측이 된다고 알고 있습니다만, 만약 이게 수십 nm 사이즈로 입자의 크기가 작아지더라도 광학적인 방법으로 분석이 되는지...(Particle Sizer의 원리를 감안해보면 불가능하지 싶은데...) 질문의 요는 수십 nm 크기 입자가 물처럼 비교적 점도가 낮은 액체 내에서 거동하는 패턴 혹은 최소한 유동방향과 속도만이라도 실험적으로 얻을 수 있는 방법이 있는지 궁금합니다. 답변에 미리 감사드립니다.
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  • 유동속도
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    이응신님의 답변

    먼저 입자의 유동을 분석하려는지 아니면 가시화(visualize)를 시키는지 구분해야 실험장비를 세팅할 수 있습니다. 유동분석이 목적이라면 digital PIV 장비를 이용해서 분석이 가능합니다. 당연히 고가의 장비를 들여와야 합니다. 분석방법도 요즈음은 Laser 간섭계를 이용해서 홀로그램으로 분석하기도 하고 FFT로 분석해서 벡터장으로 표시해주는 실험장비와 분석 프로그램이 있습니다. 입자유동을 가시화시키려면 영상을 얻어야 하므로 이야기가 달라집니다. 가시화시키는 대가로 당연히 유동분석을 포기해야 합니다. 얼마전에 어떤 출연연에서 유동가시화장비를 세팅해봤는데 입자크기 때문에 유동분석에 대한 실험결과를 신뢰할 수 없었습니다. 당연히 눈감고 발표했는데 문제삼는 사람들이 없어 그냥 넘어갔지만... 공기와 같은 부류의 유동이라면 수 nm 정도의 크기 입자를 투여하여 가시화를 하고 액체는 수십 nm 크기 입자를 투여하면 실제 유동에 영향을 주지 않는다고 합니다. 가시화를 위해 투입하는 입자의 크기가 실제 유동입자와 다르면 당연히 분석했다고 주장해봐야 데이터의 신뢰도에 문제가 있을 수 있습니다. 지금 하고 있는 분야의 국제적인 논문을 잘 검토해보면 어떤 장비를 사용하고 유동분석에 대한 비판을 알 수 있을 것입니다. 그렇다고 해도 해당 장비를 구입하려면 수억원이 들어가겠지요. (최소한) >제목 그대로 입자의 유동을 분석하려고 하는데요. > >서브마이크로미터 사이즈의 입자 유동은 Micro-PIV로 어느정도 관측이 된다고 알고 >있습니다만, 만약 이게 수십 nm 사이즈로 입자의 크기가 작아지더라도 >광학적인 방법으로 분석이 되는지...(Particle Sizer의 원리를 감안해보면 불가능하지 싶은데...) > >질문의 요는 수십 nm 크기 입자가 물처럼 비교적 점도가 낮은 액체 내에서 >거동하는 패턴 혹은 최소한 유동방향과 속도만이라도 실험적으로 얻을 수 있는 >방법이 있는지 궁금합니다. > >답변에 미리 감사드립니다.
    먼저 입자의 유동을 분석하려는지 아니면 가시화(visualize)를 시키는지 구분해야 실험장비를 세팅할 수 있습니다. 유동분석이 목적이라면 digital PIV 장비를 이용해서 분석이 가능합니다. 당연히 고가의 장비를 들여와야 합니다. 분석방법도 요즈음은 Laser 간섭계를 이용해서 홀로그램으로 분석하기도 하고 FFT로 분석해서 벡터장으로 표시해주는 실험장비와 분석 프로그램이 있습니다. 입자유동을 가시화시키려면 영상을 얻어야 하므로 이야기가 달라집니다. 가시화시키는 대가로 당연히 유동분석을 포기해야 합니다. 얼마전에 어떤 출연연에서 유동가시화장비를 세팅해봤는데 입자크기 때문에 유동분석에 대한 실험결과를 신뢰할 수 없었습니다. 당연히 눈감고 발표했는데 문제삼는 사람들이 없어 그냥 넘어갔지만... 공기와 같은 부류의 유동이라면 수 nm 정도의 크기 입자를 투여하여 가시화를 하고 액체는 수십 nm 크기 입자를 투여하면 실제 유동에 영향을 주지 않는다고 합니다. 가시화를 위해 투입하는 입자의 크기가 실제 유동입자와 다르면 당연히 분석했다고 주장해봐야 데이터의 신뢰도에 문제가 있을 수 있습니다. 지금 하고 있는 분야의 국제적인 논문을 잘 검토해보면 어떤 장비를 사용하고 유동분석에 대한 비판을 알 수 있을 것입니다. 그렇다고 해도 해당 장비를 구입하려면 수억원이 들어가겠지요. (최소한) >제목 그대로 입자의 유동을 분석하려고 하는데요. > >서브마이크로미터 사이즈의 입자 유동은 Micro-PIV로 어느정도 관측이 된다고 알고 >있습니다만, 만약 이게 수십 nm 사이즈로 입자의 크기가 작아지더라도 >광학적인 방법으로 분석이 되는지...(Particle Sizer의 원리를 감안해보면 불가능하지 싶은데...) > >질문의 요는 수십 nm 크기 입자가 물처럼 비교적 점도가 낮은 액체 내에서 >거동하는 패턴 혹은 최소한 유동방향과 속도만이라도 실험적으로 얻을 수 있는 >방법이 있는지 궁금합니다. > >답변에 미리 감사드립니다.
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    이상후님의 답변

    >제목 그대로 입자의 유동을 분석하려고 하는데요. > >서브마이크로미터 사이즈의 입자 유동은 Micro-PIV로 어느정도 관측이 된다고 알고 >있습니다만, 만약 이게 수십 nm 사이즈로 입자의 크기가 작아지더라도 >광학적인 방법으로 분석이 되는지...(Particle Sizer의 원리를 감안해보면 불가능하지 싶은데...) > >질문의 요는 수십 nm 크기 입자가 물처럼 비교적 점도가 낮은 액체 내에서 >거동하는 패턴 혹은 최소한 유동방향과 속도만이라도 실험적으로 얻을 수 있는 >방법이 있는지 궁금합니다. > >답변에 미리 감사드립니다. 윗분께서 좋은 설명 해 주셨는데요..참고로 nanoparticle aggregates의 이미지들을 high-resolution digital CCD camera로 기록할 수 있습니다. 이것은 digital PIV장비 보다는 비용적인 면에서 낮습니다.
    >제목 그대로 입자의 유동을 분석하려고 하는데요. > >서브마이크로미터 사이즈의 입자 유동은 Micro-PIV로 어느정도 관측이 된다고 알고 >있습니다만, 만약 이게 수십 nm 사이즈로 입자의 크기가 작아지더라도 >광학적인 방법으로 분석이 되는지...(Particle Sizer의 원리를 감안해보면 불가능하지 싶은데...) > >질문의 요는 수십 nm 크기 입자가 물처럼 비교적 점도가 낮은 액체 내에서 >거동하는 패턴 혹은 최소한 유동방향과 속도만이라도 실험적으로 얻을 수 있는 >방법이 있는지 궁금합니다. > >답변에 미리 감사드립니다. 윗분께서 좋은 설명 해 주셨는데요..참고로 nanoparticle aggregates의 이미지들을 high-resolution digital CCD camera로 기록할 수 있습니다. 이것은 digital PIV장비 보다는 비용적인 면에서 낮습니다.
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