[유체역학실험] 외부유동실험

소개

유체역학 실험 외부유동 실험 보고서 입니다.

목차

실험 결과 요약
1. 실험목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 실험 결과 및 토의

본문내용

1. 실험목적
유체의 운동을 나타내는 운동방정식은 매우 복잡하기 때문에, 한정된 경우 외에는 해석적인 해를 구하기 힘들다. 예들 들어 자동차나 항공기가 공기 중을 운동할 때 그 주위의 유동정보를 해석적으로 상세히 구할 수가 없다. 이때 실험적인 방법으로 물체 주위의 유동정보를 구해서 해석을 할 수 있다.
본 실험에서는 원통주위의 압력과 속도분포를 구하고, 항력을 추에 의한 측정법을 적용하여, 원기둥의 각도 변환에 따른 항력을 측정하고, 후류에서 속도분포에 의한 측정을 하여 비교한다.

2. 실험 관련 이론

가. 추에의한 항력측정
위의 그림에서는 여러 가지 풍동을 보여 주고 있다.
흡입형 풍동(suction type wind tunnel)은 난류강도를 낮추기가 어렵고, 시험 부분 (testing section)이 대기압 이하로 떨어지므로 외부로부터 덕트 내로 공기가 유입되기 쉽다는 결점이 있다. 송출형 풍동(blow up wind tunnel)은 소형이나 중형의 풍동에 많이 이용되는데, 흡입형에 비해 난류강도를 낮출 수 있고, 시험 부분이 대기압 이하로 떨어지지 않으므로 누설이 방지되기는 하나 동력은 많이 요구된다.
어느 경우나 시험부분은 그 상류에 망(screen) 또는 허니콤(honey-comb)이 설치된 보다 큰 덕트로부터 수축관을 거쳐 연결되어 있다. 이러한 수축(contraction)은 시험 부분에서 보다 균일한 유동과 낮은 난류 강도를 얻을 수 있도록 해준다.
풍동에서 시험 부분의 유속은 직접 피토관을 사용해서 측정하기 보다는 정압을 측정하여 구하는 간접적인 방법을 사용한다. 시험 부분에서의 유속 U와 압력차 △P 차이에는 인 관계가 성립한다. 따라서 처음에 피토관을 사용하여 유속을 측정하여 항수 K를 결정하고 나면 다음부터는 ΔP만 측정하여 가지고 유속을 구할 수 있게 된다.

참고자료

· John K.Vennad, 1991, 유체역학, 동명사, p.764-769.
· 이관수, 1991, 유체역학연습, 원화, p.247-251.