외부유동 결과레포트

소개글

유체공학실험에서 외부유동 측정실험 결과 레포트입니다.

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목차

요 약
1. 목적
2. 관련 이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 결과 및 토의

본문내용

요 약

공기의 유동에 직접적인 영향을 받는 물체의 설계 시에는 그 물체 주위의 유동정보가 큰 영향을 미친다. 하지만 유체의 운동을 나타내는 운동방정식은 매우 복잡하기 때문에, 한정된 경우 외에는 해석적인 해를 구하기 힘들다. 따라서 이번 실험은 풍동시험기를 사용하여 원기둥주위에 작용하는 압력과 속도분포를 구하고, 원기둥의 각도 변환에 따른 데이터값의 변화를 알아보는 것이 이번 실험의 목적이다. 실험 장치는 컨트롤 박스, 마이크로미터, 원기둥 각도 조절 장치 등이 있는데 실험 조건 rpm에 따라서 원기둥 각도를 조절해 가면서 마이크로미터로 원기둥표면의 속도와 압력정보를 구하였다. 실험은 rpm조건을 총 3회 변경하였고 원기둥 각도는 0도~180도 까지 바꿔주면서 총 54회 실험 하였다. 실험 장치에 무리가 가지 않도록 높은 rpm실험 조건부터 950rpm -> 700 rpm ->400rpm 순으로 실험 하였다. rpm조건이 높은 실험일수록 공기의 속도가 빠르고 원기둥표면에서의 압력도 높았으며 마이크로미터에 표시되는 변동폭도 매우 컸기 때문에 실험데이터를 기입하는데 있어서 어려움이 있었다. 따라서 우리 조는 계속해도 변동되는 데이터 값에서 최소값과 최대값 사이의 중간값을 기준으로 실험 데이터 값을 기록하였다. 실험결과는 예측 했던데로 rpm값이 큰 실험 조건일수록 원기둥표면에서의 압력과 속도가 컸으며, 계산을 통하여 구한 동압력도 큰 것을 확인 할 수 있었다. 끝으로 이번 실험을 통해서는 항력과 압력계수는 측정 할 수 없었는데 대신 결과표에 이론식을 통한 압력계수를 기록하였다.
1. 목적
자동차나 비행기등 공기의 유동에 직접적인 영향을 받는 물체의 설계 시에는 그 물체 주위의 유동정보가 큰 영향을 미친다. 환경조건을 그대로 조성하여 실험할 수는 없지만 풍동시험기를 사용하여 원기둥주위에 작용하는 압력과 속도의 분포를 계산, 항력의 측정, 원기둥의 각도 변화에 따른 원기둥주위의 압력과 속도분포를 구하고, 원기둥의 각도 변화에 따른 항력을 측정하는 것이 이번실험의 목적이다.

2. 관련 이론
이번 실험에 관련된 이론을 알아보는데 앞어서 먼저 먼저 숙지해야 할 이론은 풍동에 대한 개념일 것이다. 풍동실험 장치는 통풍로에 송풍기로 공기를 보내고, 단면에 걸쳐 풍속의 분포가 균일한 부분에 모형을 매달아 기류나 공기력을 측정하는 공기역학 실험장치로서, 송풍기가 측정부의 상류에 있는 취출식(吹出式)과 하류에 있는 취입식(吹入式)이 있고, 또 통풍로가 회류식(回流式)으로 되어 있는 괴팅겐 형 등이 있다. 송풍기로 송풍하는 대신에 고압조나 진공조를 써서 비교적 단시간의 고속기류를 만드는 것도 있다. 항공기․우주선․다리․건축물 등에 적용된다.

참고 자료

서상호, 유상신, 배신철 공역 ; FLUID MECHANICS 5th ; 사이텍미디어 ; 2004
이종춘 ; 유체역학 5th, 사이텍미디어 ; 1998