[A+] 기초공학실험 레포트_평판 위 유동의 점성 경계층 측정 실험

소개

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목차

없음

본문내용

측정치를 통해 도시한 그래프와 Blasius equation 의 해석 결과를 통해 도시한 그래프 둘 다 처음에는 선형적인 속도 분포를 나타낸다.(측정치의 경우, u / U = 0.9, Blasius equation의 경우, u / U = 0.8 정도까지) 그 이후부터는 측정치의 경우 급격한 변화를보이며 Blasius equation의 경우 상대적으로 완만한 곡선을 그리며 증가한다. 이는 실험상의 오차에 기인하는 것으로 생각되며 그 원인으로는 제작된 평판의 기울기 정도,액주식 압력계의 눈금을 읽을 때의 오차, 피토 튜브의 정확도 등을 들 수 있다. 또한 이경우 층류 경계층이 생길 것이라고 가정하였으나 사실상 모든 유동에 있어서 완전한 층류는 있을 수 없으며 실험 측정 시 역시 난류의 영향을 받았기 때문에 이러한 결과가 나온 것으로 생각되어 진다.

<중 략>

위의 세 값 모두 계산 값과 정의 식의 사이에 상당히 큰 오차가 나타남을 알수있다. 그 원인으로는 우선 그래프 상에서 선형적이지 않은 부분에 기인한 것으로 볼 수 있다. 이것은 측정에 있어서의 오차나 정확하지 못한 측정으로 인한 것일 수 있다. 배제 두께나 운동량 두께의 경우 사다리꼴 구분구적법을 사용했음에도 불구하고 그 차이는 꽤 큰 것으로 나타난다. 하지만 길이의 단위가 mm 인 것을고려하면 이것은 실험 상의 측정 오차에서 충분히 가능한 것임을 알 수 있다.

<중 략>

이번 실험은 유체 역학 Ⅱ 시간에 이론적으로만 배웠던 점성 경계층에 대한 실험을 통해 실제적으로 경계층이 어떤 특성을 갖고 있는지, 또 층류와 난류의 각 측정값의 차이에 대해 배울 수 있는 기회였다. 이번 실험에서의 오차는 그래프 스케일에 있어서의 차이나 눈으로 액주식 압력계를 읽는 것에 있어서의 오차(특히, 고속의 흐름인 난류에서 압력계내부의 물은 일정한 값을 지시하지 못하고 불안정하게 흔들렸다.) 등을 들 수있다.층류와 난류의 차이에 있어서 가장 눈에 띄는 것은 정의 식을 이용했을 때 층류 경계층의 높이가 난류 경계층의 높이보다 높다는 것이다.

참고자료

· Introduction to Fluid Mechanics, 5th ed. - Robert W. Fox & Alan T. McDonald, John Wiley & Sons, Inc. 1999.