유동가시화 실험(Flow Visualization) 보고서

소개

유동가시화 실험(Flow Visualization) 보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 준비물
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 고찰

본문내용

1. 실험 목적

유체의 유동의 여러 특징과 흐름을 파악하기 위해선 유체의 흐름을 가시화 하는 것이 필요하다. Multi-branch models에 대하여 실험해본 후 실제 조건에서의 흐름의 유동메커니즘을 확인해본다.


2. 실험 이론

1) 유선과 흐름 형상

흐름의 속력이나 방향을 나타내기 위해서는 흐름장 내에 선을 그려 넣는 것이 바람직할 때가 종종 있다. 그러한 선의 구성을 흐름 형상(flow pattern)이라 부르고, 유선(streamline)은 그 선상의 각 점에서 어떤 순간의 속도벡터가 그 선에 접하게 되도록 그린 선으로 정의된다. 결과적으로 유선을 따르는 임의의 점에서 그 곡선에의 접선은 속도 벡터의 방향을 나타낸다. 예를 들면, fig.1과 같이 수조 구석의 유
출접선은 속도벡터의 방향을 나타낸다. 그림에는 세 개의 서로 다른 위치 a, b 및 c점을 통과하는 속도벡터들이 그려져 있다. 그림으로부터 흐름 형상이 유체 흐름의 기하학적 특성을 효과적으로 설명하는 방법임을 알 수 있다. fig.1에서 자유 제트의 경계를 이루는 두 개의 외곽 유선이 역시 수조 내부벽을 따른다는 점을 주목할 수 있다. 이렇게 유선이 고체 경계에 접하는 것은 바로 유선의 정의에 따른 결과이다. 다시 말해서, 불투수 경계를 통과하는 흐름은 존재하지 않기 때문에 경계 근방의 모든 속도벡터들은 경계와 평행해야만 한다. 따라서 벽 근방의 모든 유선들 역시 벽과 평행하고 실제로 벽의 윤곽선을 따른다. 물체 주위에 흐름이 발생하면 언제나 흐름의 일부틑 어느 한쪽으로, 또 다른 부분은 다른 쪽으로 향하게 될 것이다. 흐름을 구분 짓는(물체의 상류측에서 나누어져서 하류측에서 다시 합쳐지는) 유선을 분햘 유선(dividing streamline)이라 부른다. 또한 분리점에서는 속도가 0이 되는데 이 점을 정체점(stagnation point)이라 부른다. 흐름은 등류(uniform flow)와 부등류(nonuniform flow)로 나누어진다. 등류에서는 흐름장 내의 임의의 유선을 따라서는 한 점과 다른 점 사이에서 속도가 변하지 않는다. 그러므로 그러한 흐름을 나타내는 유선들은 직선이고 서로 평행해야 한다. 유선들이 직선이 아니면, 속도의 방향이 변할 것이다. 또 유선들이 평행하지 않으면, 유선을 따라서 속력이 변할 것이다. 등류의 부등류의 이러한 조건들은 수학적으로 다음과 같이 표현된다.

참고자료

· 없음