유동가시화실험

소개

(유체역학실험)유동가시화실험

목차

요 약
1. 목적
2. 관련 이론
1. 유동(Flow)
2. 유동가시화(Flow Visualization)
3. 유선(streamline)
4. 유적선(pathline, path of a particle)
5. 유맥선(streakline)
6. 시간선 (Time line)
7. 레이놀드수
8. 비점성 유체
9. 경계층
10. 여러 가지 유동가시화기법
11) 여러 형태의 유동형상 및 박리점.

3. 실험 장치 및 방법
3.1 실험 장치
3.2 실험 방법
3.2 실험방법
4. 결과 및 토의
4.1.실험 결과
4.2 토의
5. 참고문헌

본문내용

tracer 방법인 수소기포법은 저속인 물 유동에 대하여 정상유동과 비정상 유동에 있어서 도식적인 유동의 가시도를 주고 유선과 경로에 관한 정밀한 데이터를 얻기 위한 방법이다. wire에서 발생되는 수소 기포를 사용하여 경계층에 따라 여러 가지 형상에 따른 수소기포의 유동을 관찰하는데 본 실험의 목적이 있다. 점성을 가진 유체가 고체 표면을 흘러가면 공기입자가 고체와 접촉하는 면에서 유체의 점성 때문에 고체의 표면에 입자가 달라 붙는다. 고체와 떨어지면서 유체는 점점 자신의 속도를 회복하여 고체표면으로부터 어느정도 떨어진곳에서 자유흐름의 속도를 갖게 된다. 이 때 유체가 점성으로 인해 고체 표면의 영향을 받아속도가 변하는데 이 얇은 층을 경계층이라고 한다. 후류의 크기가 클수록 압력항력도 증가한다. 큰 후류는 경계층 박리에 따라 생성되는 결과이므로 이 것은 역 압력구배의 존재와 연관성이 있다. 압력 구배를 감소시키면 박리시작이 지연되고 항력도 감소된다. 본 실험에서는 원기둥형, 익형, 날개형, 계단형 단면의 기둥을 통해 각각의 유체의 흐름을 육안으로 확인하고 촬영하였다. 유동장을 관찰하고 층류와 난류의 상태를 관찰하여 각각의 결과에서 후류를 확인 할 수 있다. 원기둥에서는 날개형이나 익형보다도 더 큰 후류가 발생하였다. 유동의 흐름을 맞이하고 있는 부분의 정반대면에서 큰 후류가 발생하는 것으로 보아 유동의 저항을 많이 받는다는 것을 알았다. 익형은 모서리 부분에서 유동이 분리되지 않게 관찰되었다. 길쭉한 부분의 각도를 어떻게 놓느냐에 따라 차이가 나타났는데, 유동방향과 같도록 유선형의 형태를 띄게 위치를 잡으면 아주 부드럽게 지나가는 것을 볼 수 있었지만 각도를 많이 줄일수록 후류가 크게 발생하여 박리가 일어나는 것을 관찰 할 수 있었다.

참고자료

· 1) 기계유체역학. 장기석. 일진사. 2007년 8월 20일
· 2) 최신 유체역학. 고한서, 김현정, 성재용, 이계복, 주상우. (주)교학사. 2008년 2월 5일
· 3) 최신 유체역학. 권양구, 조운. 도서출판明源. 2002년 8월 2일