후류측정을 통한 항력계산

소개글

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목차

(1)실험 목적

(2)실험 목표

(3)실험 배경
1.항력의 발생 이유와 원리에 대해 구체적으로 설명하시오.
2.거친 표면과 매끈한 표면을 가진 실린더 주위의 유동의 차이를 설명하시오.
3.실린더 주위의 유동에서 입구와 출구에서 속도 분포가 주어진 경우의 항력을 계산하는 식을 구하시오.

(4)실험 결과
1.측정한 Data들을 Table로 만든다.
2.입구 속도와 함께 매끈한 실린더, 거친 실린더 두 경우의 위치에 대한 출구 속도들을 하나의 그래프로 나타낸다.
3.수치계산을 이용하여 매끈한 실린더와 거친 실린더에 대해 항력과 항력계수를 구한다. 실험배경에서 구한 항력 계산식을 사용하면 쉽게 구할 수 있다.

(5)토론 주제
1.입구속도(14.35m/s)에 비해 Wake region에서 벗어난 자유유동속도가 왜 증가하였는지 논하여라.
2.매끈한 실린더와 거친 실린더의 속도 분포가 다르게 나타난다. 거친 경우의 최소 속도가 매끈한 경우보다 더 낮고 Wake의 폭은 더 좁다. 그 이유를 논하여라.
3.Re=VD/v를 구하고 , 유체역학 교과서 그림 11.13의 내용과 실험에서 구한 항력계수 값을 비교, 분석 하여라.

본문내용

(1)실험 목적
- 유동은 점성유동과 비점성유동으로 나뉜다. 하지만 점성이 0이 되는 비점성유동은 실제로 존재하지 않기 때문에 이상유동(ideal flow)이다. 등속 유선이 흐르는 유동장 안에 점성이 있는 물체가 존재할 경우에 점성으로 인해 항력이 발생하며 와류가 발생한다.
이번 실험에서는 점성 유동에 의해 발생하는 항력 공식을 유도하여 이를 계산하는 것을 목표로 한다.

(2)실험 목표
- 본 실험에서는 점성유동의 경우에 유체가 물체를 만나면 유선이 분리되며 항력을 일으키게 되는데, 점성 유동장에 놓인 실린더의 후류를 피토튜브를 사용하여 측정하고,매끈한 표면과 거친 표면을 가진 실린더 주변의 유동에서 발생하는 항력을 수치적으로 계산하여 비교해 봄으로써 이론적으로 알고 있는 거친표면과 매끈한 표면사이의 항력차이를 실험적으로 증명해 본다. 또한 실험장치를 통한 데이터 습득 과정에 대해 전반적으로 이해한다

(3)실험 배경
1.항력의 발생 이유와 원리에 대해 구체적으로 설명하시오.
- 항력이란 물체가 유체 내에서 운동할 때 받는 저항력과 두 물체가 접촉하면서 움직일 때 접촉면에 작용하는 힘을 말한다. 물체에 작용하는 유체의 항력은 점성항력(viscous drag)과 형상항력(form drag)에 의한다. 점성항력은 유체의 점성에 의하여 물체 표면에 작용하는 저항력이고, 형상항력은 물체 전후의 압력차에 의하여 나타나는 저항력이다. 어떤 경우에는

참고 자료

없음