[전산 유체]포석정의 유동현상2(한글파일)

소개글

파워포인트 자료를 한글 논문형식으로 쓴 것입니다.
파워포인트 자료와 차이는 파워포인트에는 동영상이 있지만 여기는 없습니다.
단 한글파일이라 자료나 내용은 이게 더 있을 겁니다.
4페이지지만 2단 형식이라 생각보다 분량 만습니다...

목차

I. 서 론
II. 이론적 배경
1. 와 류(vortex)
2. Navier-stokes Equation
III. 실험내용 및 결과
1.1 실험목적
1.2 모델링
1.3 실험 조건
1.3 실험 조건
2.1 실험목적
2.2 모델링
2.3 실험 조건
2.4 실험결과
IV. 결 론

본문내용

I. 서 론

포석정은 물 위에 띄운 술잔으로 술을 마시고 시를 읊으며 놀던 신라시대 유적이다. 포석정에서 물이 흘러가는 데는 2~3분이 소요된다. 하지만 시 한 수를 짓기 위해서는 약 7~10분 정도의 시간이 필요하다. 포석정은 유체역학으로 이러한 문제점을 해결했다. 곡수에서 생기는 와류현상을 이용하여 술잔이 맴돌기도 하고 멈추기도 하는 것이다. 이처럼 포석정은 신라인들의 자연현상에 대한 관찰과 이해를 기반으로 만들어진 과학적인 사적이다.
본 연구에서는 포석정의 실제 형태를 fluent를 이용하여 모델링하여, 원하는 위치에서 와류(Vortex)가 생성되는지를 확인해보고자 한다. 또한 포석정에서 물이 흘러가는 모습을 2차원적으로 재현해보고자 한다.


II. 이론적 배경
1. 와 류(vortex)
유선이 동심원을 이루는 유동장으로 소스나 싱크에서의 속도 포텐셜과 유동함수를 바꾸었을 때 형성되는 유동장이다.
속도 포텐셜

유동함수

여기서 K는 상수이다.



유체가 강체처럼 회전하는 와동을 회전와류라고 하며 이러한 회전와류는 일반적으로 강제와류(forced vortex)라고 부르고, 이에 반하여 비회전와류는 자유와류(free vortex)라고 부른다.
2. Navier-stokes Equation
본 연구를 수행하기 위해서는 유한 체적법에 근거한 범용 프로그램인 Fluent를 사용하여 질량 및 운동량 보전에 대한 Navier-Stokes 방정식을 풀어야 한다. 질량 보존 또는 연속 방정식은 다음과 같다.
(1)
식(1)은 질량 보존 방정식의 일반적인 형태로서 비압축성 유체에 대해 유효하다.
운동량 보존 방정식은 다음과 같다.
(2)
여기서 는 정압이고, 와는 중력 및 외부 힘이며, 는 응력 텐서로서 다음 식과 같다.
(3)
여기서 는 점성계수이다.
III. 실험내용 및 결과
1.1 실험목적
포석정 수로를 Fluent로 모델링하여 원하는 위치에서 와류(Vortex)가 생성되는지를 확인한다. 와류는 격자를 조밀하게 생성하여 Velocity Vector로 확인한다.
1.2 모델링
Fluent의 전처리 프로그램인 Gambit을 이용하여 포석정 모양을 재현하였다.

참고 자료

[1] I. G. Currie 2003, "Fundamental Mechanics of Fluids Third Edition" IMarcel Dekker,Inc.
[2] Munson Young Okiishi 저, 김병하 모양우 손창호 윤순현 윤준용 전운학 공역, `유체역학`, 청문각, 3rd Edition, 2000
[3] Philip M. Gerhart Richard J. Gross, John I, Hochstein 저 부정숙 서용권 송동주 김경천 공역,
`유체역학`, 반도 출판사, 2nd Edition, 1997.
[4] `Gambit Tutorial Guide`, Fluent Inc, May, 1998
[5] `Fluent Tutorial Guide`, Pusan National University. CFD Lab
[6] 박원규‘전산유체역학(I)`,1998
[7] 장근식(KAIST 항공우주공학과), 심은보(금오공대 기계자동차공학부)‘경주 포석정에 대한 유체 과학적 연구’논문