부유 물방울을 이용한 인공무지개 생성조건 연구
A study on the creation conditions of artificial rainbow by floated water droplets
- 주제(키워드) 도움말 인공무지개 , 증발율 , 물질전달 , 부유 물방울 , 종단속도 , 선명도 , RGB
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 정시영
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000054066
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
무지개는 하늘에 나타나는 빛의 스펙트럼의 결과로, 물방울에서 빛의 반사와 굴절에 의해 발생되는 광학 및 기상 현상이다. 그래서 인공무지개의 생성 조건을 찾기 위해서, 물방울을 부유시킬 때 필요한 물방울의 종단속도와 상승기류, 물방울의 증발영향을 고려했다. 물방울의 증발은 열전달 관계식을 통해 계산되었다. 본 연구는 이론적 연구와 실험으로 나누어 진행하였다. 물방울의 종단속도 및 상승기류, 물방울의 부유 입자 밀도, 크기 그리고 물방울의 증발에 대해서 수치적 계산을 통해서 결과를 얻었다. 실험은 펌프와 송풍기, 다양한 노즐들을 사용했고, 유량계와 풍속계, 차압계를 이용하여 분사되는 물방울의 크기와 상승기류의 풍속, 유량 등을 측정하여 무지개의 적합한 생성 조건을 도출하였다. 인공무지개 생성을 위해서는 0.2~1mm 크기의 물방울이 적합하다. 방울이 낙하하는 짧은 시간 동안의 증발은 무지개 생성에 큰 영향을 미치지 않는 다고 판단되었다. 가장 중요한 요소는 물방울 입자의 크기와 부유 입자 밀도이며, 이 요소에 의해 무지개의 선명도의 차이가 생기는 것을 확인 하였다. 실험을 통해 무지개 생성 조건에 따른 무지개 선명도를 RGB 값으로 나타내어 비교하였다. 이 연구가 무지개를 생성할 수 있는 조건과 무지개 선명도를 정량화하는 하나의 방법이 될 수 있을 것이다.
more초록/요약 도움말
A rainbow is an optical and meteorological phenomenon that is caused by both reflection and refraction of light in water droplets resulting in a spectrum of light appearing in the sky. Therefore, updraft and evaporation, terminal velocity to make water droplets floated were considered in order to find created conditions of an artificial rainbow out. Evaporation of water droplets was calculated with the heat transfer equation. This study was carried by dividing into a theoretical study and experiment. First of all, updraft and the terminal velocity, particle density, size of floated water droplets were numerically calculated. Then, pumps and blowers, various nozzles were used for the experiment. The size of water droplets and velocity of the updraft, the flow were measured by anemometers and flow meter, pressure gauge. As the result, proper created conditions were come out. Water droplets of 0.2 ~ 1mm are appropriate to generate an artificial rainbow. Evaporation in a short time is considered not to affect generation of rainbow. The most important factors are the size of the droplets and the particle density of the floated particles and these elements make difference in the visibility of the rainbow. The visibilities of rainbow by created conditions were compared in RGB value. This study would be one of quantifiable methods for visibility and created conditions of artificial rainbow.
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