[열유체]풍동에 의한 양력측정

목차

1. 실험 제목 :
2. 실험 목적
3. 관련 이론
4. 장치 개요
5. 실험 방법
6. 관련방정식
7. 실험 결과
8. 비고 및 고찰

본문내용

1. 실험 제목 :
풍동에 의한 양력측정

2. 실험 목적
유체의 운동을 나타내는 운동방정식은 매우 복잡하기 때문에, 한정된 경우 외에는 해석적인 해를 구하기 힘들다. 예를 들어 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.

3. 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. 속도 U의 방향으로 원기둥의 단위 길이당의 항력인 D의 성분, 속도 U의 수직방향으로 작용하는 원기둥의 단위길이당의 압력인 L의 성분, 본래의 점 C에 관하여 원기둥 단위길이당 모멘트인 pitching moment 성분으로 구분된다. 이러한 성분들은 항력, 양력 및 pitching moment 계수들의 정의에 의하여 다음과 같이 무차원화 된다.

참고 자료

없음