외부유동 실험(풍동실험)

소개

외부유동 실험
1. 실험목적
2. 실험관련 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험결과 및 토의
5. 실험결과 요약

실험이론에 대한 전반적인 소개와 실험목적에 맞는 보고서로 기록 되었다.
많은 그림과 테이블(표) 및 그래프를 사용하여 실험치와 이론치를 토대로
오차와 결과에 대한 요약정리가 되어있다.

목차

외부유동 실험
1. 실험목적
2. 실험관련 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험결과 및 토의
5. 실험결과 요약

본문내용

1. 실험 목적
유체 중에 잠겨있는 물체 둘레에서의 유동양식, 물체에 작용하는 양력 그리고 항력과 그 리고 유체가 물체의 둘레를 지날 때 그 속에서의 점성작용의 양식을 알아본다. 이에 실험적인 방법으로 물체 주위의 유동정보를 구하고자 할 때 풍동실험을 수행한다.

2. 실험 관련 이론

2.1 추에 의한 항력 측정

Fig. 1 원주 주위의 유동의 개략도

Fig. 2 스포일러의 후류현상


위 Fig. 1에서 곡선의 표면 위 한 점 A에서 유체에 작용하는 힘은 표면에 수직으로 작용하는 압력 P와 표면에 작용하는 전단력 τ의 두 성분으로 분해할 수 있다. 유선에 접근하는 전압 와 절대압력 와의 관계에서 이고, 상류 속도를 U, 유체의 밀도를 ρ라 하면 교란되지 않은 유선에서의 동압은0.5ρU2이다.

전압은 게이지 압력에 의해서 유용한 수치이며, 전단력 τ는 무차원화 되며, 다음과 같은 무차원의 항들이 정의된다.

압력계수

표면마찰계수


압력과 전단력과의 힘의 합성은 원기둥에 작용하는 힘이 된다.
이 항력은 Fig. 1에 나타난 단면적의 정해진 어떤 점 A에 작용하는 힘의 성분들로써 나누어진다. 그러나 원기둥의 실험에서는 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 단위 길이 당 모멘트인 pitching moment성분으로 구분된다. 이러한 성분들은 항력, 양력 및 pitching moment 계수들의 정의에 의하여 다음과 같이 무차원화 된다.

참고자료

· (1) 유상신 外7名 공저, 공학과 의학을 위한 기본 유체역학, 사이텍미디어, 2005년, pp 169,
· 560, 563, 566, 571
· (2) 노병준 外 5名, MORDERN 유체역학, 동명사, 2002년, pp 145, 156
· (3) http://www.kself.net/dlpqrw/D4159191
· (4) http://km.naver.com/list/view