stram line, path line, stoke law

소개

유체역학 시간에 영어로 된 두 편의 비디오를 보고 유동의 가시화(주로, stram line과path line의 차이점), stokes의 법칙에 대해서 쓴 레포트입니다.

목차

없음

본문내용

2. stokes law.
11월 22일 화요일, 유체역학 시간에 두 편의 비디오를 보았다. 바로 `Flow Visualization` 와 ‘Low Reynolds Number Laws’에 관한 것이었다. 첫 번째 비디오는 유체운동의 가시화, 즉 다시 말하면 유동의 가시화에 내용인데, 유체의 유선이나 유적선, 유맥선 등과 같은 것을 유체의 흐름에 따라, 유체가 층류나 난류일 때에 따라 달라진다는 것을 보여주었고 많은 실험을 하였다. 요즘에는 이런 유동의 가시화를 쉽게 볼 수 있는 최첨단 장치들이 많이 나왔다고 한다. 그리고 연구 또는 개발 중이라고 한다. 첫 번째 비디오를 보고 알아야 하는 것은 바로 유선과 유적선의 차이점을 아는 것이다.
두 번째 비디오는 Reynolds Number가 낮을 때의 실험을 하는 것을 보여주었다. 우리는 Reynolds Number 가 크면 뉴우톤의 저항법칙이라는 식을 만족할 수 있었고 반면에 Reynolds Number 가 작으면 관성력이 점성보다 굉장히 작으므로 stokes의 법칙을 만족하여 식을 구할 수 있음을 배웠다. 이 두 번째 비디오를 보고 알아야 하는 것은 stokes law를 아는 것이다.
stram line, path line의 차이점.
1.stram line (유선)
속도는 벡터이며, 크기와 방향을 갖는다


4. Stokes 법칙과 관계된 실험 - 단일구의 침강속도
중력 하에서 구가 액체 중에서 침강할 때 일어나는 현상을 이해하고 저항계수(Drag coefficient)와 Reynolds number와의 관계를 알 수 있다.
구에 대한 수직 방향으로의 힘의 수지는
여기서 는 구의 직경[]이며 는 구의 밀도[]이다. 그리고 는 액체의 밀도[]이다. 그리고 는 Drag force (저항 힘)을 말하며, 는 구의 침강속도이다.
구가 종말속도에 도달하면 는 일정하므로 이다.
따라서, 위 식은 --- (1) 이 된다. 그리고 Drag coefficient Cp 를 다음과 같이 정의하면, --- (2) 되고 이 둘 식 (1)과 (2)를 이용하면 아래와 같은 식가 나온다. (이미 위에서 내용을 아주 간단히 설명하였다.)
이 식으로부터 실험적으로 정해진 u값에서 CD 를 구할 수 있다.
< 0.1∼1.0 의 경우
(Stokes law)
이 식을 식 (2)에 대입하면
2 < < 500의 경우
500 < < 2×106 의 경우
여기에서 이 Stokes 법칙과 관계되므로 실험으로 인하여

참고자료

· 없음