[고려대학교] 기계공학실험2 A+ / 8. Smoke, Wind Tunnel Experiment

목차

1. Smoke Tunnel Experiment
1) Observe and record various streamline of the figures through observing the visualization glass.
2) What is curvature effect of the external flow?
3) Explain the cause of the separation at the external flow of the cylinder and sphere shape material.
4) Explain the Stall phenomenon at the airfoil, and investigate relationship between the change of the separation point at the streamline and the Stall phenomenon.
5) Investigate the flow Phenomenon occurs around the 3 dimensional airfoil.
6) Write about the Streamline and Stream function.
7) Propose improved designs of the apparatus considering the theories that you have learned in this experiment.

2. Wind Tunnel Experiment
1) Calculate the wind speed.
2) ~ 3) Find the lift, drag, lift and drag coefficients of each test. And record the calculation results in the measurement table.
4) Draw an angle of attack - lift coefficient plot.
5) Draw an angle of attack - drag coefficient plot.
6) Analyze the change of lift coefficient and drag coefficient according to the angle of attack. Particularly, Analyze the angle of attack where Stall Phenomenon occurs
7) Analyze the reason why the angles of attack where the Stall begins to occur are different when increasing the angle of attack and when decreasing the angle of attack respectively.
8) Analyze the effect of flow velocity change on the location of the separation point when the angle of attack is fixed. (refer to boundary layer characteristics of laminar and turbulent flow)
9) Investigate some methods to increase the lift value.
10) Suggest ways to improve the design of equipment related to the theory learned in this experiment

본문내용

1) Observe and record various streamline of the figures through observing the visualization glass.
1-1) Analyze the relation between the angle of attack and the variation of a separation point at the airfoil.
두 경우 모두 Airfoil의 받음각(Angle of Attack, 이하 AOA)이 증가함에 따라 박리점(Seperation point)이 앞에 형성되는 것을 확인할 수 있다. 또한 받음각이 임계점을 지날 경우, 박리 현상이 매우 이르게 발생해 실속(Stall) 현상이 일어나는 것을 확인할 수 있다. 같은 AOA = 30°에서 비교할 때 moderate speed보다 fast speed case에서 후류(Wake)가 더욱 활발히 일어나는 것도 확인할 수 있다.

1-2) Analyze the vortex shedding phenomenon.
위 그림에서 알 수 있듯, fast speed에서는 airfoil 뒤로 후류(Wake)가 발생한다. 이때 마치 소용돌이와 같은 와류(Vortex) 현상이 일어나는데, 이처럼 와류가 물체 후류로 방출되는 현상을 Vortex shedding phenomenon이라고 한다

2) What is curvature effect of the external flow?
경계층(Boundary layer)에서의 속도 프로파일은 에어포일의 선두 근처에서 나타난다. 이때 경계층 바로 바깥에서 급격한 속도 강하가 나타나는데, 이 경우에는 일반적인 경계층 이론을 통해 경계층의 매개변수를 계산하는 것이 불가능해진다. 외부 유동의 표면에서 강한 curvature effect가 나타나기 때문이다. 또한, 유체는 큰 곡률을 가지는 Airfoil을 통과할 때 낮은 압력이 형성되는데, 곡률이 큰(볼록한) 구간을 지날 때는 고차원의 경계층 이론이 필요하다.

참고자료

· 없음