양력의 발생 원리에 대하여 설명하시오

목차

1. 베르누이 정리
2. 에어포일 주위 유동
3. 받음각과 에어포일
4. 고양력 장치

본문내용

양력의 발생 원리는 베르누이 정리와 뉴턴의 법칙으로 설명이 가능하다. 쉽게 말하면 공기 흐름에 따른 압력차 때문이다. 날개윗면의 공기흐름이 아랫면보다 빨라지면서, 아랫면에 작용하는 압력이 윗면보다 상대적으로 커짐에 따라 떠받치는 힘이 생긴다. 따라서 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 향하는 원리가 양력을 발생 시킨다고 할 수 있다.

1. 베르누이 정리
스위스 물리학자 베르누이는 압력을 유체의 속도와 관련짓는 수학적 표현을 유도하였다. 베르누이의 정리는 스스로 존재하는 물리법칙이 아니라 에너지 보존이 유선을 따라 흐르는 유체에만 적용되는 유체의 압력과 속도에 관한 식이다. 베르누이 정리를 설명하는데 어느 속도 이상 또는 속도의 급격한 변화로 유체의 흐름이 매우 불규칙해 지는 난류흐름이나 공기흐름이 물체표면에서 분리되어 흐르는 와류흐름, 날개 표면을 따라 흐르는 공기의 점성에 의해 흐름의 속도가 지연되는 경계층내의 흐름은 제외된다. 따라서 공기흐름을 정상흐름, 유선을 따라 흐르는 층류흐름, 공기의 점성력이 영향을 미치지 않는 경계층 밖의 흐름이라고 가정한 후 양력발생 원리를 설명한다.
물체주위의 유선을 따라 일정하게 흐르는 유체 질량은 세 가지 종류의 에너지를 갖는다. 즉 질량(m)이 움직이는 운동에너지(), 체적()이 받는 압력에너지(P), 그리고 흐르는 고도(h)에서 중력(g)을 받는 중력에너지(mgh)이다. 유선을 따라 흐르는 유체의 총에너지는 일정하다. +P+mgh = 일정
베르누이 정리는 다음과 같이 P+=일정 으로도 쓸 수 있다. 여기서 P는 정압이고 은 흐르는 공기가 갖는 동압이며 이 둘의 합을 전압 또는 정체점 압력이라고 한다. 위의 관계에서 베르누이 방정식은 “유체흐름에서 동압과 정압의 합은 일정하며 전압과 같다.”는 것을 의미한다. 공기의 흐름속도가 빨라지면 동압은 커지고 정압은 작아지며, 반대로 흐름속도가 느려지면 동압이 감소하고 정압은 커지지만 두 압력의 합인 전압은 항상 일정하다. 이는 운동에너지의 증가가 압력에너지의 감소로 에너지 변환이 이루어지는 과정이라 볼 수 있다.

참고자료

· 없음