풍동실험결과레포트(제출용).

소개

풍동실험결과레포트(제출용).

목차

1. 항력(Drag)의 정의와 종류에 대해 간략히 설명하시오.
2. 경계층(boundary layer)을 설명하고, 층류, 난류일 때 경계층의 특징을 쓰시오.
3. 박리(separation)을 설명하고 원리를 쓰시오.
4. 2차원 실린더 형상의 외부유동에 대해 간략히 설명하시오.
5. 경사 미압계(Inclined tube micro manometer) 원리와 측정법을 설명하시오.
6. 압력계수(pressure coefficient)와 항력계수(Drag coefficient)의 정의를 쓰시오

본문내용

1. 항력(Drag)의 정의와 종류에 대해 간략히 설명하시오.
① 정의
유체 동역학에서 항력(drag)은 물체가 유체 내를 움직일 때 이 움직임에 저항하는 힘이다. 항력은 마찰력과 압력으로 구분된다. 마찰력은 물체의 표면에 평행한 방향으로 작용하며, 압력은 물체의 표면에 수직한 방향으로 작용한다. 유체 내에서 움직이는 고체 물체의 경우, 항력은 유체의 유동과 동일한 방향으로 작용하는 모든 유체역학적 힘의 합이다. 따라서 항력은 물체의 움직임을 방해하는 힘이다. 항공기에서 추력이 필요한 것은 바로 이 항력이라는 힘을 극복하고 나아가기 위해서이다. 유체 유동의 방향에 수직으로 작용하는 힘은 양력(lift)이라고 한다. 물체에 대한 항력은 무차원 수인 항력 계수(Cd, drag coefficient, coefficient of drag)로 나타낼 수 있으며, 항력 방정식을 사용해 계산할 수 있다. 항력 계수를 상수라고 가정한다면, 일반적으로 항력은 속도의 제곱에 비례한다.
항력방정식
② 종류
- 유도항력 : 유도항력(induced drag)은 날개가 양력을 발생할 때 공기가 편향되어 발생하는 다운워시(down wash) 영향에 의하여 발생하는 항력이다. 즉, 유도항력은 날개의 양력발생에 따라 생기는 항력이며, 다운워시의 영향으로 발생하는 항력을 말한다.

- 압력항력 : 압력항력(pressure drag)이란, 기체 표면에 작용하는 압력에 의해 발생하는 항력을 말한다. 모형항공기의 설계에 있어 기체의 형상은 매우 중요하다. 뭉툭한 형상의 기체는 상대적으로 큰 압력을 받게 되고, 압력항력을 유발한다. 바람방향에 직각으로 놓여진 평판이나 원통은 매우 큰 압력항력을 발생시키고, 바람방향에 평행하게 놓여진 평판은 아주 작은 압력항력을 가진다. 이와 같이 압력항력은 유체 속에 놓인 물체의 형상에 좌우되므로 형상항력(Form Drag, Profile Drag)이라 불리기도 한다.
- 마찰항력 : 마찰은 기체 표면 근처에서 공기의 흐름을 더디게 하는 얇은 층을 발생시키는데, 이 더딘 흐름의 얇은 층을 경계층(boundary layer)이라 한다(그림 2-14). 기체 표면에서 공기는 표면에 밀착하려는 특성을 가지고 이는 공기와 표면사이의 전단응력을 초래하는데, 전단응력은 표면마찰과 점성항력(Viscous Drag)을 발생시킨다.

참고자료

· Fluid Mechanics(Frank M.White)
· http://www.imadang.co.kr/tech-data/flow-intro.htm