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KR102200829B1 - 유체의 특성을 측정하는 방법 - Google Patents

유체의 특성을 측정하는 방법 Download PDF

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KR102200829B1
KR102200829B1 KR1020190102013A KR20190102013A KR102200829B1 KR 102200829 B1 KR102200829 B1 KR 102200829B1 KR 1020190102013 A KR1020190102013 A KR 1020190102013A KR 20190102013 A KR20190102013 A KR 20190102013A KR 102200829 B1 KR102200829 B1 KR 102200829B1
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flow
arbitrary point
velocity
fluid
viscosity
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김선경
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서울과학기술대학교 산학협력단
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F25/0007—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 방법은, 일 방향으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 상기 일 방향에 수직인 방향으로 상기 유동의 중심으로부터 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 유량을 산출하는 단계; 상기 임의의 지점에 벽면이 존재한다는 가정 하에서 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 유량을 산출하는 단계; 및 상기 임의의 지점에 대하여, 상기 내부 유동의 유량과 상기 가상 유동의 유량과의 관계에 의해, 상기 임의의 지점에 대한 상기 유동의 속도 값을 산출하는 단계를 포함한다.

Description

유체의 특성을 측정하는 방법{METHOD FOR MEASURING FLUID CHARACTERISTIC}
본 발명은 유체의 속도 및 점도를 포함하는 유체의 특성을 측정하는 방법에 관한 것이다.
유체는 유체가 흐를 때 유동에 저항하는 성질이 있는데 이러한 성질을 점성(viscosity)이라고 하고, 이러한 점성의 크기를 점도라고 한다.
한편, 현대 산업 분야에서는 사용되는 물질의 물성 측정이 중요한 작업으로 인식되고 있다. 그 중에서도 오일, 혈액과 같은 유체는 물성 중에서도 점도가 다른 특성들보다 중요한 특성이다. 이런 이유로 유체의 점도 측정은 유체 형태의 시료를 이용하는데 있어 선결적 작업이다.
일반적으로 혈액 등과 같은 유체의 점도를 측정하기 위한 유체 점도 측정 장치를 점도계(viscometer 또는 rheometer)라 하며, 현재 많이 사용되는 점도계의 종류는 다양한 것들이 있는데, U자 형의 튜브를 이용하여 중력의 힘에 의한 유체의 이동을 통하여 점도를 측정하는 방법, 유체가 채워진 수직형태의 관속에 구형 물체를 넣어 떨어뜨렸을 때 구형 물체가 내려가는 속도를 이용하여 점도를 측정하는 방법, 유체가 충진된 공간에서 물체의 회전 운동 시 필요한 토크를 이용하여 점도를 측정하는 방법 등이 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 점도 측정 방법으로 점도를 측정하기 위해서는 대형의 장비가 필요하다. 또한 유체의 정확한 점도를 측정하기 위해서는 여러 개의 시료를 준비하여 여러 시험 조건마다 반복 측정을 하여야 하는데 상술한 방법들은 측정을 위한 준비가 복잡하고 측정 방법도 용이하지 않다.
구체적으로, 모세관 점도계(capillary rheometer)에 의해 유체의 점도를 측정하는 경우를 예로 들면, 1회의 시험에서 얻어지는 점도 값은 유체의 특정 압력차 및 유량 조건에서의 점도 값이고, 전단 응력과 유속 변화율(속도 구배)이 정비례하지 않는 비뉴턴 유체(non-Newtonian fluid)의 경우 개별 조건마다 측정을 반복하여야 한다는 점에서, 특정 범위에 걸쳐 형성되는 점도 데이터를 얻기 위해 많은 시간과 비용이 소모된다.
또한, 종래의 점도 측정 방법은 점도 측정을 위하여 다량의 유체를 필요로 하는 문제가 있다. 이러한 문제들로 인하여 유체 형태 시료의 점도를 정밀하게 측정하는데 한계가 있다.
또한, 종래의 점도계는 다양한 범위에 걸친 점도를 측정할 때 환경 변화에 의한 오차 발생의 우려가 있었다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유동의 중심으로부터 임의의 지점까지의 파형이 형성된 유동에 대해, 유동의 속도 파형을 측정하고, 속도 파형의 속도 값들을 변수로 하는 유체의 점도를 산출함으로써, 속도 측정 기술에 기초하여 보다 용이하게 비뉴턴 점도의 측정이 가능하도록 하는 유체의 특성을 측정하는 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 유체의 특성을 측정하는 방법으로서, 일 방향으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 상기 일 방향에 수직인 방향으로 상기 유동의 중심으로부터 임의의 지점(r)에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 유량 또는 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00001
)를 산출하는 단계; 상기 임의의 지점에 벽면이 존재한다는 가정 하에서 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 유량 또는 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00002
)를 산출하는 단계; 및 상기 임의의 지점에 대하여, 상기 내부 유동의 유량(또는 평균 속도)와 상기 가상 유동의 유량(또는 평균 속도)와의 관계에 의해, 상기 임의의 지점에 대한 상기 유동의 속도 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 유체의 특성을 측정하는 방법으로서, 일 방향으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 상기 일 방향에 수직인 방향으로 상기 유동의 중심으로부터 임의의 지점(r)까지의 거리를 변수로 하는 상기 유동의 속도 파형을 측정하는 단계; 상기 임의의 지점에 대해, 상기 속도 파형에서 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 유량 또는 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00003
)를 산출하는 단계; 및 상기 속도 파형에서 상기 임의의 지점에서의 속도 값과, 상기 임의의 지점에 대한 상기 내부 유동의 유량(또는 평균 속도)와의 관계에 의해, 상기 임의의 지점에 벽면이 존재한다는 가정 하에서 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 유량(또는 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00004
))를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 유체를 일 방향으로 유도하여 유동을 형성하고, 유동의 중심으로부터 임의의 지점의 유동의 속도 값을 측정할 수 있다. 또한, 유동의 속도 파형을 측정하는 경우, 속도 파형의 속도 값들을 변수로 하는 유체의 점도를 산출함으로써, 속도 측정 기술에 기초하여 보다 용이하게 비뉴턴 점도의 측정이 가능하여, 유체의 특성을 보다 쉽고 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 속도 파형만으로 비뉴턴 점도 곡선을 얻어 유체의 점도를 산출할 수 있으므로, 유체의 속도를 측정하는 속도 측정 기술 장비와 같은 보다 간소화된 장비만을 이용하여 유체의 점도를 보다 신속하고 정확하게 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 속도 파형의 측정이 이루어지는 유동이 형성되는 파이프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2b는 도 1에 도시된 속도 파형의 측정이 이루어지는 유동이 형성되는 슬릿의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 방법에 의해 가상 유동의 평균 속도가 산출되는 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 방법을 도시한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 상기에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 유체란 비뉴턴 유체(non-Newtonian fluid)를 의미할 수 있고, 속도 파형이 측정되는 지점에서의 파이프 또는 슬릿 내부를 흐르는 유체의 유동은 완전히 발달된 층류(fully-developed laminar flow)일 수 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 시스템(1)을 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 시스템(1)은 속도 파형 측정 장치(10) 및 유체의 점도 측정 장치(100)를 포함할 수 있다.
여기서, 속도 파형 측정 장치(10)는 유체를 일 방향으로 유도하여 유동을 형성하고, 일 방향에 수직인 방향으로 유동의 중심으로부터 임의의 지점(r)까지의 거리를 변수로 하는 유동의 속도 파형(u(r))을 측정하도록 형성된 장치일 수 있다. 속도 파형 측정 장치(10)는 유동의 파형(profile)을 가시화하고 정량적으로 측정하는 다양한 유동 가시화 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유체의 점도 측정 장치(100)는 이러한 속도 파형 측정 장치(10)로부터 상기 속도 파형을 수신하고, 유체의 점도를 산출하여 표시할 수 있다. 유체의 점도 측정 장치(100)에 대해서는 아래에서 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유체의 점도 측정 장치(100)는 수신부(110), 내부 유동 연산부(130), 가상 유동 연산부(150) 및 속도-점도 연산부(170)를 포함할 수 있다.
먼저, 수신부(110)는 유체를 일 방향으로 유도하여 유동을 형성하고, 상기 일 방향에 수직인 방향으로 상기 유동의 중심으로부터 임의의 지점(r)까지의 거리를 변수로 하는 상기 유동의 속도 파형(u(r))을 측정하는 속도 파형 측정 장치(10)로부터 속도 파형을 수신할 수 있다.
여기서, 유체의 유동은, 일 방향에 수직인 방향으로의 단면이 원형인 파이프 내부의 유동이거나, 또는 일 방향에 수직인 방향으로 서로 이격되어 있는 두 평판에 의해 형성되는 슬릿 내부의 유동일 수 있다. 이에 대해서는, 아래에서 도 2a 및 2b를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
내부 유동 연산부(130)는 임의의 지점에 대해, 속도 파형에서 유동의 중심으로부터 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00005
)를 산출할 수 있다.
가상 유동 연산부(150)는 속도 파형에서 임의의 지점에서의 속도 값과, 임의의 지점에 대한 내부 유동의 평균 속도와의 관계에 의해, 임의의 지점에 벽면이 존재한다는 가정 하에서 유동의 중심으로부터 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00006
)를 산출할 수 있다.
여기서, 임의의 지점에 대한 상기 가상 유동의 평균 속도는, 임의의 지점에 대한 내부 유동의 평균 속도와 속도 파형에서의 속도 값의 차이일 수 있다.
속도-점도 연산부(170)는 가상 유동의 평균 속도에 대응되는 유체의 점도를 산출할 수 있다. 속도-점도 연산부(170)는 산출된 유체의 점도를 디스플레이와 연동된 표시부로 전송할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체의 점도 측정 장치(100)는 전술한 바와 같은 수신부(110), 내부 유동 연산부(130), 가상 유동 연산부(150) 및 속도-점도 연산부(170)를 이용하여 속도 파형의 속도 값들을 변수로 하는 유체의 점도를 산출할 수 있다.
한편, 임의의 지점은 복수 개로 형성될 수 있고, 이러한 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 유동 연산부(130), 가상 유동 연산부(150) 및 속도-점도 연산부(170)는 유동의 중심으로부터 복수 개의 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 각각의 내부 유동의 평균 속도 및 가상 유동의 평균 속도를 산출할 수 있고, 이렇게 산출된 각각의 가상 유동의 평균 속도에 대응되는 각각의 유체의 점도를 산출할 수 있다.
이하에서는, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 속도 파형의 측정이 이루어지는 유동이 형성되는 일 예에 대해 설명하도록 한다.
도 2a는 도 1에 도시된 속도 파형의 측정이 이루어지는 유동이 형성되는 원관의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2b는 도 1에 도시된 속도 파형의 측정이 이루어지는 유동이 형성되는 슬릿의 일 예를 도시한 도면이다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 유체의 유동이 일 방향에 수직인 방향으로의 단면이 원형인 파이프 내부의 유동인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 파형 측정부는 일 방향(x)으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 일 방향에 수직인 방향으로 유동의 중심으로부터 임의의 지점까지의 거리(r)를 변수로 하는 유동의 속도 파형을 추출할 수 있다.
이어서, 도 2b를 참조하면, 유체의 유동이 일 방향에 수직인 방향으로 서로 이격되어 있는 두 평판에 의해 형성되는 슬릿 내부의 유동인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 파형 측정부는 일 방향(x)으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 일 방향에 수직인 방향으로 유동의 중심으로부터 임의의 지점까지의 거리(r)를 변수로 하는 유동의 속도 파형을 추출할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 유체의 점도 측정 방법에 의해 가상 유동의 평균 속도가 산출되는 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 방법에 의해 가상 유동의 평균 속도가 산출되는 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
먼저, 도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 파형 측정부는 일 방향으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 일 방향에 수직인 방향으로 유동의 중심으로부터 임의의 지점까지의 거리(r)를 변수로 하는 유동의 속도 파형(310)을 추출할 수 있다.
이어서, 도 3의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 유동 연산부는 임의의 지점에 대해, 속도 파형에서 유동의 중심으로부터 임의의 지점(r)에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 평균 속도(320)를 산출할 수 있다. 이때, 내부 유동의 평균 속도(320)와 단면적을 이용하여 내부 유동의 유량을 산출할 수 있다.
또한, 도 3의 (c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 파형 측정부는 속도 파형에서 임의의 지점에서의 속도 값과, 임의의 지점에 대한 내부 유동의 평균 속도와의 관계에 의해, 임의의 지점에 벽면(340)이 존재한다는 가정 하에서 유동의 중심으로부터 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 평균 속도(330)를 산출할 수 있다. 이때, 가상 유동의 평균 속도(330)와 단면적을 이용하여 가상 유동의 유량을 산출할 수 있다.
구체적으로, 임의의 지점에서, 가상 유동의 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00007
), 내부 유동의 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00008
) 및 속도 파형에서의 속도 값(u(r))의 관계는 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
Figure 112019085612747-pat00009
상기의 수학식 1은, 원형의 파이프를 예로 들어, 하기와 같이 나타낼 수 있는 임의의 지점(r)에 대해 산출되는 내부 유동의 유량(q(r))에 기초하여 산출되는 것일 수 있다.
Figure 112019085612747-pat00010
여기서,
Figure 112019085612747-pat00011
은 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점을 향하는 방향에 수직인 표면에서 상기 일 방향으로의 전단 응력(shear stress),
Figure 112019085612747-pat00012
는 유속 변화율(shear rate)으로서, 도 2a를 참조하여,
Figure 112019085612747-pat00013
Figure 112019085612747-pat00014
와 같이 나타낼 수 있고, 이때,
Figure 112019085612747-pat00015
일 수 있다.
또한, 속도 파형에서의 속도 값(u(r)), 내부 유동의 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00016
) 및 가상 유동의 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00017
)는,
Figure 112019085612747-pat00018
Figure 112019085612747-pat00019
로 정의되는 적분항에 의해 아래와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112019085612747-pat00020
Figure 112019085612747-pat00021
Figure 112019085612747-pat00022
결과적으로, 위 관계식들에서 적분항을 소거하여 정리하면 수학식 1이 도출될 수 있다.
나아가, 본 발명에서 유체의 점도를 산출하는 것은, 유동의 일 방향으로의 압력 구배에 대한 정보에 기초하여 산출되는 임의의 지점에서의 전단 응력(shear stress)과, 가상 유동의 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00023
)에 기초하여 산출되는 유속 변화율(shear rate)에 의해, 유체의 점도(
Figure 112019085612747-pat00024
)가 산출되는 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 유체의 점도(
Figure 112019085612747-pat00025
)는 하기의 수학식 2 및 3에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112019085612747-pat00026
Figure 112019085612747-pat00027
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 유체의 점도 측정 방법에 따르면, 하나의 속도 파형을 이용하여, 임의의 지점 별로 복수 개의 가상 유동을 상정하여 그 가상 유동의 유량(평균 속도) 및 유속 변화율을 확보할 수 있다. 그리고, 속도 파형이 형성되는 조건인 압력 차에 의해 산출되는 전단 응력이 더 확보되면, 복수의 조건에서의 점도 값이 산출될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 유동 조건 별로 점도 값을 개별적으로 측정해내는 종래의 방식과 다르게, 많은 시간과 비용이 절감될 수 있다. 나아가, 유동 가시화와 관련된 다양한 방법 및 그에 따른 유동의 속도 파형 데이터가 확보되면, 본 발명에 의해 해당 유체의 점도 데이터를 산출해 낼 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 방법은, 내부 유동의 유량 (또는 평균 속도)을 산출하는 단계와, 가상 유동의 유량(또는 평균 속도)을 산출하는 단계와, 유동의 속도 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 내부 유동의 유량(또는 평균 속도)을 산출하는 단계에서는, 일 방향으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 일 방향에 수직인 방향으로 유동의 중심으로부터 임의의 지점(r)에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 유량(또는 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00028
))를 산출할 수 있다.
또한, 가상 유동의 유량(또는 평균 속도)를 산출하는 단계에서는, 임의의 지점에 벽면이 존재한다는 가정 하에서 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 유량(또는 평균 속도(
Figure 112019085612747-pat00029
))를 산출할 수 있다.
그리고, 유동의 속도 값을 산출하는 단계는, 임의의 지점에 대하여, 내부 유동의 유량(또는 평균 속도)와 가상 유동의 유량(또는 평균 속도)와의 관계에 의해, 임의의 지점에 대한 상기 유동의 속도 값을 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 유체의 특성을 측정하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 단계 S410에서 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 파형 측정부는 일 방향으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 일 방향에 수직인 방향으로 유동의 중심으로부터 임의의 지점까지의 거리를 변수로 하는 유동의 속도 파형을 수신 또는 측정할 수 있다.
단계 S430에서 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 유동 연산부는 임의의 지점에 대해, 속도 파형에서 유동의 중심으로부터 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 유량(또는 평균 속도)를 산출할 수 있다.
단계 S450에서 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 유동 연산부는 속도 파형에서 임의의 지점에서의 속도 값과, 임의의 지점에 대한 내부 유동의 평균 속도와의 관계에 의해, 임의의 지점에 벽면이 존재한다는 가정 하에서 유동의 중심으로부터 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 유량(또는 평균 속도)를 산출할 수 있다.
단계 S470에서 본 발명의 일 실시예에 따른 속도-점도 연산부는 가상 유동의 유량(또는 평균 속도)에 대응되는 유체의 점도를 산출하여 표시할 수 있다.
여기서, 단계 S430 내지 S470은 유동의 중심 이상 및 임의의 지점의 최대값 이하의 범위 내(0≤r≤R)의 복수 개의 임의의 지점에 대해 각각 수행되는 것일 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S410 내지 S470은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 유체의 특성을 측정하는 시스템
10: 속도 파형 측정 장치
100: 유체의 점도 측정 장치
110: 수신부
130: 내부 유동 연산부
150: 가상 유동 연산부
170: 속도-점도 연산부

Claims (3)

  1. 일 방향으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 상기 일 방향에 수직인 방향으로 상기 유동의 중심으로부터 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 유량을 산출하는 단계;
    상기 임의의 지점에 상기 일 방향을 따라 벽면이 존재한다는 가정 하에서 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 유량을 산출하는 단계; 및
    상기 임의의 지점에 대하여, 상기 내부 유동의 유량과 상기 가상 유동의 유량과의 관계에 의해, 상기 임의의 지점에 대한 상기 유동의 속도 값을 산출하는 단계를 포함하는 유체의 특성을 측정하는 방법.
  2. 일 방향으로 유도되는 유체의 유동에 대해, 상기 일 방향에 수직인 방향으로 상기 유동의 중심으로부터 임의의 지점까지의 거리를 변수로 하는 상기 유동의 속도 파형을 측정하는 단계;
    상기 임의의 지점에 대해, 상기 속도 파형에서 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 내부 유동의 유량을 산출하는 단계; 및
    상기 속도 파형에서 상기 임의의 지점에서의 속도 값과, 상기 임의의 지점에 대한 상기 내부 유동의 유량과의 관계에 의해, 상기 임의의 지점에 상기 일 방향을 따라 벽면이 존재한다는 가정 하에서 상기 유동의 중심으로부터 상기 임의의 지점에 이르는 영역을 흐르는 가상 유동의 유량을 산출하는 단계를 포함하는 유체의 특성을 측정하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가상 유동의 유량에 대응되는 상기 유체의 점도를 산출하는 단계를 더 포함하는 유체의 특성을 측정하는 방법.
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