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기계공학 실험 - 풍동 실험 결과

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최초 등록일
2015.04.28
최종 저작일
2013.10
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목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
1) 양력계수
2) 항력계수
3) 실속

3. 실험방법

4. 결과

5. 분석 및 고찰

본문내용

날개길이 방향으로 흐름이 생기지 않도록 날개 끝을 막아놓은 상태로 받음각을 변화시키면서 날에 작용하는 양력을 측정한다. 이같은 실험에서 측정된 양력을 무차원화된 계수로 바꾸어 이를 양력계수(lift coefficient)라 하고 로 표시한다.여기서 L은 측정된 양력의 크기, S는 날개의 면적이다. 또는 양력(L)을 날개의 단위길이 당 크기(l)로 바꾸고 날개면적 S 대신에 에어포일의 시위길이 c 로 나누어 주면 에어포일의 양력계수를 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.받음각이 비교적 작은 범위에서는 받음각이 증가하면 양력계수도 비례하여 증가한다. 이렇게 그래프가 선형적으로 나타내는 부분의 기울기를 양력선 기울기라고 하며, 에어포일에 대해서 이론적으로 이다. 받음각이 계속 커지면 기울기가 감소하다가 양력계수가 최대점이 된 뒤에 양력계수가 감소하는데 이와 같은 현상을 에어포일의 실속(stall)이라고 하고 이때의 양력계수를 최대 양력계수라고 한다.

<중 략>

에어포일에서 측정되는 항력은 두 가지로 나누어 생각할 수 있다. 에어포일 표면에 작용하는 압력분포에 의한 힘의 공기흐름 방향 성분의 힘은 뒤로 향하는 힘이 되며 이러한 항력을 압력항력이라 한다. 다른 하나는 공기의 점성에 의해 발생되게 되며 이를 마찰항력이라고 한다. 이 두 가지 항력을 구분하여 측정하기가 어렵기 때문에 이 두 가지를 합한 것을 측정하게 되며 이를 에어포일의 형상항력 이라고 한다.양력과 마찬가지로 항력도 무차원화된 항력계수로 다음과 같이 정의하여 사용한다.에어포일에 대하여는 날개의 단위길이 당 값으로 다음과 같이 쓰기도 한다.항력계수는 받음각이 영이 되는 부분에서 최소가 되며 받음각이 증가하면 받음각의 제곱에 비례하여 증가한다. 실속이 일어나게 되면 항력계수는 급격하게 증가한다.

<중 략>

이번 풍동 실험에서 풍동의 받음각을 -10˚, 0˚, 10˚로 변화시키면서 이에 따른 압력 의 변화를 계산하여 위와 같은 그래프를 얻을 수 있었다. 이러한 힘의 원인은 익형의 아랫면이 공기와의 충격에 의해 받는 압력 차이 때문인 것 같다. 그래서 힘의 차이로 인해 익형이 양력을 받게 되는 것이다.

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