유동가시화, 벤츄리관을 지나는 유동 레이놀즈수

소개

유동가시화, 벤츄리관을 지나는 유동 레이놀즈수대한 설명입니다.

목차

1. 유동가시화란?
2. 벤츄리관을 지나는 유동 레이놀즈수

본문내용

1. 유동가시화란?
유동가시화는 전달현상(transport phenomena)과정을 가시화하는 것으로, 속도, 압력, 밀도 및 온도 등과 같이 우리 눈에는 보이지 않는 유동정보의 공간분포를 시간과 공간의 어떤 범위 안에서 눈에 보이도록 하는 실험방법을 말한다. 유동가시화는 대부분 비접촉 방식으로 유동 자체를 교란시키지 않으면서 어떤 순간의 전체 유동장을 가시화함으로써 측정하고자 하는 유동에 대한 공간적인 유동정보를 제공한다. Leonardo da Vinci(1452-1519)가 물체 주위 유동을 자세히 관찰하고 이를 회화적으로 그린 것으로 최초의 유동가시화 결과로 알려져 있다. 이것으로부터 유동가시화의 역사가 무척이나 오래 되었다는 것을 알 수 있다. 유동가시화는 정성적인 유동가시화 기법과 정량적인 유동가시화 기법으로 나눌 수 있는데, 유동형태(flow pattern)나 streamline 을 눈으로 보거나 사진으로 찍어서 관찰하여 유동장의 정성적 정보를 파악하는 방법이 정성적 유동가시화이다. 정량적 유동가시화는 가시화된 유동 영상(flow image)을 컴퓨터나 video카메라를 이용하여 정량적으로, 즉 유체역학적 정보를 디지털화하여 수치적으로 변환 표시하는 방법을 나타낸다.
편의상 유동가시화 기법을 고전적인 유동가시화(제 1 세대)기법과 컴퓨터를 원용한(computer aided) 유동가시화(제 2 세대) 기법으로 구분하기도 한다. 고전적인 유동가시화는 Leonardo da Vinci시대부터 시작된 모든 고전적 유동가시화기법을 포함하는 1 세대 유동가시화 방법으로 wall tracing 기법, tracer 및 dye 주입법, tuft 법, 수소기포법, smoke 기법, 광학적(optical) 기법 등이 포함된다. 가시화를 위해 유동에 투입되는 물질(tracer)은 일반적으로 contrast 를 이용하는 것과 유체유동을 그대로 추적 하는 미세한 seeding 입자 등이 있다. 고전적인 제1 세대 유동가시화 기법 중에서 유동장 해석용으로 최근까지 사용되고 있는 방법으로는 전기제어법과 광학적 유동가시화기법이 있다. 전기제어기법에는 수소기포(hydrogen bubble)발생법과 smoke-wire 방법이 있는데, 이들은 물의 전기분해로 나오는 수소기포나 mineral oil 을 태워서 나오는smoke filament 를 tracer 로 사용하며, 이들의 발생을 전기적으로 제어하는 것이 가능하다. Shadowgraph 법, Schlieren 법, Mach-Zenhder interferometer, Holographic interferometer 등과 같은 광학적 가시화 방법은 유동장의 밀도변화, 즉 매질의 굴절률 변화를 이용하여 유동장 전체를 가시화한다. 고전적인 유동가시화 기법은 단지 유동의 정성적인 가시화 정보만을 제공하며 정량적인 유동정보를 얻지 못한다는 단점이 있다.

참고자료

· 없음