[이동현상실험] 유동가시화

소개

화학공학-이동현상실험 레포트

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
흐르는 유체의 패턴은 유체역학에서 중요한 위치에 있다. 유체의 거동을 표현하는 Navier-stokes 방정식은 비선형 편미분 방정식으로 이를 컴퓨터를 이용하여 해석하려고 해도 실험적인 데이터 없이는 정확한 해석이 불가능하다. 그렇기 때문에 유체 패턴의 데이터를 실험으로 알아내는 것은 중요한 일이며 유동가시화 실험은 그 중 가장 쉽게 찾아낼 수 있는 방법 중 하나이다. 본 실험은 전달 현상(Transport Phenomena) 과정을 가시화 하여, 속도, 압력, 밀도 및 유동정보의 공간정보를 시간과 공간의 범위 안에서 눈에 보이도록 하는 실험으로서 실제 흐르는 유체에 장해물이 있을 경우 어떠한 거동을 보이는지 살펴보도록 한다.

2. 실험 이론
1) Euler 방식과 Lagrange 방식
유체를 해석하는 데 있어서 두 가지 방식이 있다. Euler 방식의 경우, 공간상의 구별된 좌표의 고정된 점에서 관심을 둔 접근법으로 각 점에서의 유체 운동의 상태를 시간의 함수로 생각한다. 유체의 속도, 밀도, 압력, 가속도와 그 밖의 유체변수들의 값들의 시간에 따르는 변화들이 여러 공간의 점에서 결정된다. Lagrange 방식의 경우, 입자와 함께 움직이는 관찰자에 의해 관찰된 시간의 변화율을 생각하여 해석을 개개의 입자를 기초로 하는 접근법을 말한다. 각개의 유체입자에 표시하여 각각의 개별적 유체입자의 경로, 밀도, 속도와 다른 특성들을 시간의 경과에 따라 추적한다. 고체입자의 동역학적 해석에 주로 사용되는 방법이다. 두 가지 방식에 대한 차이의 예를 들면, 강을 따라가는 보트에서 Lagrange 방식은 배가 떠가는 동안 관찰자가 배 위에 타고 있는 것이며, Euler 방식은 관찰자가 강둑에 서 있는 것이다.
두 관측자에 의해 배의 가속도는 다르게 보이겠지만, 물리적인 현상은 관찰자에 의한 관점에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서 두 가지 방식은 서로 관계가 있을 뿐만 아니라 동일한 개념을 가지고 있다.

참고자료

· 없음