1. Project Overview
Project Title | Investigation of droplet particle size distribution using interferometric imaging techniques |
Theme | |
Period | 2023.09 - 2024.02 |
Program | University Research Fund |
Lead Labs | |
Funding Agency | |
Tags |
2. Objectives
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비말 입도의 비침습적, 실시간, 고정밀 측정 기술 개발
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감염병 확산 방지 및 실내 환경 안전 평가를 위한 기초 데이터 확보
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CFD 해석에 필요한 경계면 조건(비말 분포 데이터) 제공
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기존 흡착법 대비 정확도 개선 및 시계열(분출·증발) 특성 분석 가능성 확보
3. Methodology
(1) 전체 측정 · 분석 설계 개요
비침습적 방식의 Mie 간섭계 영상을 활용한 입도 측정법 도입
(2) 실험 셋업 및 검증절차
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레이저(532nm)와 CCD 카메라 기반 실험환경 구축
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검증용 유리 비즈(30±2㎛) 활용하여 시스템 검증
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총 16명(남10, 여6)의 비흡연자 참여, 실험 전후 조건 통제
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호흡, 대화, 기침 활동별로 측정 절차 표준화
(3) 데이터 분석 및 분포 산출
기침에 의해 분출되는 비말의 Mie 간섭 영상의 예
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간섭무늬 분석을 통한 입자 크기 산출 공식 적용
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기하평균 직경(GMD), 기하표준편차(GSD) 산출 및 log-normal 분포 회귀
4. Key Findings
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Mie 간섭계 영상법은 3.7–276.8 μm 범위의 비말 입자 직경을 비침습적으로 측정 가능함을 실험적으로 검증
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실제 호흡·대화 행동으로 분출되는 비말 입도 분포의 기하평균 직경(GMD)은 21.4–24.6 μm, 기하 표준편차(GSD) 1.6 μm로 나타남
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비말 입도 분포는 Log-normal 분포 특성과 (R² = 0.87~0.94) 높은 상관을 보임
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본 기술로 실시간·고정밀 비말 측정 및 감염전파 모델 적용 가능성이 확인됨
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기존 흡착법 대비 측정 불확실성, 시계열 분석 한계 극복 가능
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추후 비말 증발모델 고도화와 자동화 영상처리(FFT·패턴인식 등), 섭취 음료 등 변수에 따른 확장 실험 예정
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