토목공학도를 위한 수리동역학

소개

수업시간에 쓰였던 자료들입니다..

그림도 많아 이해하기 좀더 편리합니다.

토목공학도로써 정말 필요한 수리동역학을 설명하고있습니다.

목차

제 1 장 서 론
1.1 유체역학 (1학기)의 개괄
1.2 유체흐름에 대한 해석방법

제 2 장 Newton의 제 2법칙과 가속도
2.1 유체흐름의 표현방법
o Lagrangian 방법
o Eulerian 방법

제 3 장 유체 운동 (Fluid motion)
3.1 유체운동의 종류
3.2 수평운동
3.3 각운동

제 4 장 기본방정식
4.1 Reynolds transport theorem
4.2 연속방정식 (질량불변의 법칙)
4.3 운동방정식
4.4 Navier-Stokes 방정식의 해석

제 5 장 포텐셜 흐름
5.1 비점성 흐름
5.2 비회전 흐름 (irrotational flow)
5.3 포텐셜 흐름
5.4 흐름함수 (stream function)
5.5 기본적 포텐셜 흐름
5.6 포텐셜 흐름의 선형중첩
5.7 결론

제 6 장 전산유체역학
6.1 개요
6.2 해석적 해와 수치해석의 비교
6.3 전산유체역학의 계산 예
6.4 결론

제 7 장 내부경계층 흐름
7.1 개요
7.2 난류의 정의
7.3 관수로 경계층 흐름의 특성
7.4 층류 경계층 흐름
7.5 난류 경계층 흐름
7.6 결론

제 8 장 외부경계층 흐름
8.1 개요
8.2 반무한 평판 경계층 흐름
8.3 자유수면 흐름의 경계층 흐름
8.4 유한부피 물체의 외부경계층 흐름

본문내용

제 1 장 서 론
1.1 유체역학 (1학기)의 개괄
- 단위, 차원
- 기본적인 물리량 (밀도, 비중, 단위중량, 점성계수, 체적탄성계수, 증기압, 포면장력)
- 압력
- 정수압
- Bernoulli 방정식
- 검사체적기법에 의한 유체흐름 해석
1.2 유체흐름에 대한 해석방법
o 검사체적기법 (Control volume analysis)
- 검사표면 (Control surface)에서의 물리량 (질량, 모멘텀, 에너지)의 입출입에 대해서만
고려함. <그림 1.1>에서 입구와 출구에서의 질량 입출입에 대해서만 관심을 가지며 유체영역 내부, 즉 검사체적 내부에서의 유체입자의 움직임에 대해서는 고려치 않음.
연속방정식 : ,
운동방정식 (Newton`s second law) :
o 미분방정식법 (Differential analysis)
- 검사체적내의 수립자의 미세한 움직임에 주목함. <그림 1.1>의 검사체적 내부에서의 유체입자의 유속성분과 압력에 대해서 관심을 가짐.
- 일반적인 유체흐름에서의 미지수는 임의점에서의 유속 , 압력 , 밀도 , 온도 의 6가지임. 이들은 모두 공간 과 시간 의 함수임
- 비압축성 흐름 (Incompressible flow)에서는 온도변화와 그에 따른 밀도변화를 무시할 수 있으며 미지수가 4가지, 즉, 유속 , 압력 로 단순화됨.
- 상기 미지수들은 4원 비선형 미분방정식계를 풀어 결정할 수 있음.
제 2 장 Newton의 제 2법칙과 가속도
2.1 유체흐름의 표현방법
o Lagrangian 방법
<그림 2.1>에서 연기가 연통을 빠져나갈 때 임의 입자의 온도 는 입자의 위치벡터 와 시간 의 함수이다. 즉, 이다. 이와 같은 여러 입자들의 궤적을 추적하면 연기가 빠져나가면서 발생하는 온도변화를 파악할 수 있다. 즉, 이 Lagrangian 방법은 연기 입자들을 따라가면서 온도의 공간적 시간적 변화를 추적하는 것이다. 위치벡터 은 다시 시간 의 함수이므로 결국 온도 는 시간만의 함수이다. 따라서, 의 시간변화율는 에 대한 정미분 으로 나타낼 수 있다.
o Eulerian 방법
Eulerian 방법은 임의의 고정된 장소 에서 시간에 따른 온도변화를 조사하는 것이다. 이와 같은 고정 장소를 수개소에 설치하면 온도의 공간적, 시간적 변화를 파악할 수 있다. 결국, Lagrangian 방법과 Eulerian 방법은 동일한 결과를 주나 상황에 따라 이 두가지 방법중 하나를 선택하여 사용한다. 그러나, 대부분의 경우에는 Eulerian 방법이 편리하기 때문에 이 방법이 많이 사용된다.

참고자료

· 없음