flow visualization(유동가시화) 실험레포트

소개

flow visualization 실험레포트입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험장치
4. 실험기구
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 실험고찰

본문내용

<실험이론>
○ 층류와 난류
난류(turbulent flow)는 흐름장 전반을 통한 혼합 작용을 특징으로 들 수 있는데, 이 혼합작용은 흐름 내에 존재하는 다양한 크기의 와(eddy)에 기인한다. 간단한 관찰만으로도 하천이나 대기 중에서 이러한 유형의 흐름을 찾아볼 수 있다. 돌풍(gusts of wind)은 때로는 평균 풍속을 강화하고 또 어떤 때에는 그것을 감소시키는 대규모 와 (large-scale eddies)에 따른 결과이다. 대형 굴뚝으로부터 주위 공기 속으로 연기가 방출될 때도 역시 난류현상을 관찰할 수 있다. 한편, 층류(laminar flow)에는 난류에서의 일반적인 강한 혼합 현상과 와가 없다. 따라서 흐름은 매우 원활한 형상을 취한다. 전형적인 예로는 꿀이나 주전자로부터 흘러나오는 시럽의 유동을 들 수 있다. 흐름 과정에 있어서 난류의 역할에 대한 이해를 돕기 위해 주어진 조건에서 층류를 생각 하고, 이 층류 흐름에 일련의 와를 중첩시킬 수 있다고 가상했을 때 이 흐름이 어떻게 될 것인가를 가시화(visualization)해 보도록 한다. 두 가지 상황에 대한 속도분포가 직선관 내의 흐름에 대해서 fig 4에 도시되어 있다. 층류의 경우에 속도분포는 단면에 걸쳐서 포물선 형상이고, 관 벽으로부터 임의의 주어진 거리에 속도는 시간에 대해서 일정하다. 난류의 경우에는 두가지 효과가 아주 분명하다. 첫째, 와가 흐름을 어느 정도는 충분히 혼합시키기 때문에 대부분의 단면에 걸친 속도분포는 층류의 경우보다 더 균등한 분포를 한다. 이런 형상은 난류의 혼합과정이 벽 근방의 저속의 유체를 관 중심으로 이송시키고, 다시 중심영역의 고속 유체를 벽 근방으로 이송시키기 때문에 나온 결과이다. 난류의 두 번째 효과는 변동 속도 성분을 흐름에 연속적으로 추가시킨다는 것이다. 그 결과 fig 3(b) 에 실선으로 보인 바와 같이 주어진 순간에 흐름방향으로의 속도 성분의 분포는 불규칙하다.

참고자료

· 없음