양항력 실험

소개글

양항력 실험에 관한 자료입니다. A+받은 자료이니 도움이 되시라 생각합니다.

목차

1. 실험 목적
2. 기초이론
3. Data Sheet
4. 고찰
※ Karman Vortex 실험

본문내용

1. 실험 목적
유동 중에 있는 물체의 조건을 풍동을 이용하여 정지된 물체 주위로 유체가 지나는 것으로 보고, 이 물체 주위의 힘의 분포를 이해하기 위하여 물체표면의 압력분포를 측정하여 힘의 평형을 알아보고, 또한 3축 저울을 이용하여 이들의 균형을 점검한다.

2. 기초이론
(1) 항력(DRAG)
흐르는 유체 속에 물체가 놓일 때, 또는 정지하고 있는 유체 속에서 물체가 움직일 때, 물체에 미치는 힘중에 흐름방향의 성분 D를 그 물체의 유체저항(fluid resistance) 또는 항력(drag)이라한다. 또 힘 R의 흐름과 직각방향의 성분 L을 항력(lift)이라 한다. 물체의 표면 부근에 있어서 유체의 전단류 때문에 생기는 마찰저항(friction resistance)과 물체가 놓인 상류와 하류 쪽에서 물체 표면에 미치는 압력의 차로 이하여 생기는 압력항력(pressure resistance)이 있는데, 이 압력항력은 물체의 모양에 따라 크게 좌우되기 때문에, 이것을 형태저항(form resistance)이라고도 한다. 이들 항력은 물체 표면에 형성되는 경계층의 흐름에 의하여 직접, 또는 간접으로 영향을 받는다.
① 원주의 항력
* 이상유체
흐름 속에 놓인 원주에 대하여 유체의 점성을 무시하고 이론적으로 조사해보자. 이상유체의 흐름 U와 직각으로 놓인 원주둘레의 흐름은 원주 둘레의 임의의 점 P에서의 유속 는 이론유체역학의 이론에 의하여 와 같이 된다. 원주 상류의 평행흐름의 압력을 원주 표면 위의 점 P의 압력을 라 하면 다음과 같은 Bernoulli의 식이 성립한다.

따라서 원주의 표면의 압력 분포는 위의 식에 따라서

로 되고 이것을 변형하면

과 같이 된다. 이 압력분포를 도시하면 아래의 그림과 같이 되고 흐름과 직각인 중심선에 의하여 좌우 대칭이 된다. 따라서 이 압력분포를 적분하여 얻는 압력항력은 0이 되고 원주에는 하등의 힘도 미치지 않는 것으로 된다. 이 현상은 실제의 흐름과 모순이 되는 것으로서 항력이 0이 되는 것을 d`Alembert의 paradox라고 한다.
그러나 실제의 유체에서는 어떤 물체라도 항력을 받고 이론과 실제의 모순을 가져오기 때문에, 지금까지 많은 생각들이 전개되어 왔으나, 충분하지 못했던 것을 Prantl이 경계층이론을 세움으로써 물체둘레의 흐름을 매우 정확하게 실제에 가깝도록 설명할 수 있게 되었다.

참고 자료

http://www.komes.or.kr/atmos/atmos13_1/oral/027.hwp (네이버 웹문서)
http://eosat.snu.ac.kr/Lecture/Experiment/second/experiment_3.hwp (네이버 웹문서)
http://kin.naver.com/browse/db_detail.php?dir_id=1102&docid=26152 (네이버 지식인검색)