[수리학]상사법칙

소개

물리모형(수리모형실험)에서 사용되는 상사법칙의 종류의 설명과, 각 상사법칙의 특징을 설명한 리포트 입니다.

목차

1. 상사법칙이 필요한 이유.

2. 모형과 원형의 상사성.

3. 축척으로 나타낸 물리량비.

4. 특별상사법칙.
(1) Froude 상사법칙.
(2) Reynolds의 상사법칙.
(3) Weber의 상사법칙.
(4) Cauchy의 상사법칙.
(5) 각 상사법칙의 비교.

본문내용

◈ 물리모형(수리모형실험)에서 사용되는 상사법칙의 종류를 설명하시고, 각 상사법칙의 특징을 간단히 설명하시오.
1. 상사법칙이 필요한 이유.
수리학에 있어서는 복잡한 수리현상을 수식으로 표현하는 경우가 많으나 그 수식에 현상을 지배하는 요소를 모두 포함시키지 못하는 경우가 많다. 현상을 수식으로 나타낼 수 없는 경우도 있고 현상을 지배하는 법칙 자체를 알 수 없는 경우도 있다. 그래서 모형에 생기는 현상은 쉽게 관찰할 수도 있고 측정할 수도 있기에 실제 원형구조물을 모형구조물로 만들어 수리실험 함으로서 수리현상을 파악한다.
그러므로 모형에서 측정한 결과를 원형에 적용할 때에는 일정한 조건이 만족해야 하기에 모형과 원형간에 수리학적 상사법칙이 성립해야 한다. 이러한 상사법칙에 의해 모형에서의 측정치는 일정한 환산율로 원형의 값을 환산할 수 있는 것이다.

2. 모형과 원형의 상사성.
모형과 원형의 상사성에는 다음과 같은 세가지가 있다.
① 기하학적 상사성(Geometric Similarity).
② 운동학적 상사성(Kinemetric Similarity).
③ 역학적 상사성(Dynamic Similarity).
(1) 기하학적 상사성(Geometric Similarity).
모형과 원형 사이의 모든 대응하는 크기의 비가 같을 때 2개의 물체는 기하학적으로 상사라고 한다.
즉, 원형의 양에 p, 모형의 양에 m을 붙이면 기하학적 상사성에 있어서는 서로 대응하는 모든 길이의 비는 같아야 하므로 기하학적 상사성은 다음과 같다.
(2) 운동학적 상사성(Kinemetric Similarity).
모형과 원형의 운동현상은 운동의 모양, 또는 경로가 기하학적으로 상사하고 그 운동에 내포된 여러 대응하는 입자들의 속도비가 같을 때 운동학적 상사가 성립한다고 말할 수 있으며 다음과 같이 표현한다.

참고자료

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