[유체역학실험] 외부유동실험 레포트

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2018.09.12
최종 저작일
2018.04
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소개글

[유체역학실험] 외부 유동 실험 레포트

목차

Ⅰ. 실험 결과 요약

Ⅱ. 유 체 공 학 실 험 결 과 보 고
1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 결과 및 고찰

본문내용

1. 실험 목적

유체 중에 잠겨있는 물체 둘레에서의 유동양식(익형 또는 평판 등을 지나는 유동), 물체에 작용하는 양력 그리고 항력(운동에 대한 저항)과 그리고 아마 유체가 물체의 둘레를 지날 때 그 속에서의 점성작용의 양식을 알아보고자 한다.
예를 들어 비행기 자동차등이 움직일 때, 공기로부터 받는 저항이나 정적 지지물이 받는 저항, 건물이나, 다리 등은 공기로부터 직접적인 저항을 받게 된다. 이와 같이 움직이는 공기 속에 놓인 물체에 작용하는 힘과 여러 가지 현상을 정확히 측정하기 위한 장치가 풍동이다. 이 실험은 반드시 상사법칙의 적용을 그 전제로 해야 한다.
자동차나 항공기가 공기 중을 운동할 때 그 주위의 유동정보를 해석적으로 상세히 구할 수가 없다. 이때 실험적인 방법으로 물체 주위의 유동정보를 구하고자 할 때 풍동실험을 수행한다.
본 실험에서는 원통주위의 압력과 속도분포를 구하고, 항력을 추에 의한 측정법을 적용하여, 원기둥의 각도 변환에 따른 항력을 측정하고, 후류에서 속도 분포에 의한 측정을 하여 비교한다.

2. 실험 관련 이론

가. 추에 의한 항력 측정법

위 그림1에서 곡선의 표면 위에 한 점 A에서 유체에 작용하는 힘은 표면에 수직으로 작용하는 압력 P와 표면에 작용하는 전단력τ의 두 성분으로 분해할 수 있다. 유선에 접근하는 전압 Po와 절대압력 Pa와의 관계에서 P=Pa-Po이고, 상류 속도를 U, 유체의 밀도를 ρ라 하면 교란되지 않은 유선에서의 동압은 0.5ρU2이다.

전압은 게이지 압력에 의해서 유용한 수치이며, 전단력τ는 무차원화되며, 다음과 같은 무차원의 항들이 정의된다.

압력과 전단력과의 힘의 합성은 원기둥에 작용하는 힘이 된다.
이 항력은 그림에 나타난 단면적의 정해진 어떤 점 A에 작용한느 힘의 성분들로써 나누어 진다. 그러나 원기둥의 싫머에서는 전단력이 압력보다도 매우 작으므로 무시되어진다.

참고 자료

Williams.Janna.,1993,Itroduction Fluid Mechanics.,Memphis State university.,Third edition.,P.208-253.
.Robert W.Fox, Alan T, McDonald. sang-shin Yoo, sin-ho Bae, sang-ho Seo.,1994.,Fluid Mechanics., Four edition
sfel.enets.co.kr 숭실 대학교 유체공학 실험 참고자료
Hinze, J.O.. Turbulence, 2nd ed., McGraw-hill, New York,1975.
Schlichting, H. Boundary Layer Theory, 7th ed., McGraw-Hill, New yo.1979
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