[선박유체실험] 날개 양력 및 항력 계측 실험 보고서

소개

선박유체실험 날개 양력 및 항력 계측 실험 보고서 입니다.

목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 실험 이론
1. 익형 (Airfoil)
2. 양력과 항력
3. 받음각과 실속
4. Downwash

Ⅲ. 실험 장비 및 실험 방법
1. 실험 장비
2. 실험 방법

Ⅳ. 데이터 분석
1. 실험 제원
2. 데이터 취득 구간 선정
3. 양력 항력 데이터

Ⅴ. 결과 및 고찰

Ⅵ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
1)익형에 대해 이해한다.
2)양력과 항력에 대해 이해한다.
3)실속의 정의 및 발생원리에 대해 이해한다.
4)실험을 통한 양력계수 및 항력계수를 산출한다.

Ⅱ. 실험 이론
1.익형 (Airfoil)
익형(Airfoil)이란 큰 양력을 발생시키기 위한 단면 모형을 의미한다. 익형의 기하학적 구성요소는 다음과 같다. 먼저 Leading edge는 airfoil의 가장 앞부분으로, 유동과 가장 먼저 만나는 지점이다. Trailing edge는 airfoil의 가장 뒷부분이고, chore line은 leading과 trailing edge를 직선으로 이은 선, Camber line은 airfoil에 볼록하게 형상을 따라 그린 선이다. Chore line과 바람의 각도를 받음각(Angle of Attack, AOA)라고 한다.

2. 양력과 항력
2.1. 양력
유체 속을 수평으로 운동하는 물체가 유체로부터 받는 진행방향에 대해 수직인 위쪽을 향하는 힘을 양력이라고 한다. 즉, 유체 속 물체가 수직방향으로 받는 힘을 의미한다. 이 힘은 높은 압력에서 낮은 압력 쪽으로 생기며, 물체에 닿은 유체를 밀어내려는 힘에 대한 반작용을 말한다. 양력의 식은 다음과 같다.
양력의 발생 원인은 베르누이 방정식과 뉴턴 법칙에 의해 도출된다. Airfoil의 위쪽 유동은 아래쪽 유동에 비해 이동거리가 길기 때문에 속도가 빠르며, 아래쪽은 비교적 속도가 느리다. 베르누이 방정식에 의해 속도가 빠른 위쪽은 압력이 작아지고, 속도가 느린 아래쪽은 압력이 커지며 압력차에 의해 윗방향으로 양력이 발생하게 된다.
유동에 따라 흐르는 유체는 속도가 변하며 가속된다. 즉 뉴턴 제2법칙(F=ma)에 따라 에어포일로부터 힘을 받는 것이다. 유동은 아래 방향으로 가속되고, 뉴턴 제3법칙(작용과 반작용)에 따라 에어포일로부터 받는 힘의 반작용으로 윗방향으로 미는 힘인 양력이 발생하게 된다.

참고자료

· 양현욱, 강현빈, 김동욱, 박진석, 이승수. (2023). 수치해석 정확도에 따른 저 레이놀즈 수 익형 주위 실속 특성 비교
· 이지화, 오세종, 이관중. (2014). 저 레이놀즈수에서 양력의 지속적 상승 원인에 대한 수치해석적 연구