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열유체 공학실험 - 원통 실험

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작성일18-04-17 05:11

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-양력과 항력의 예
양력과 항력이 실생활에 적용되는 예를 찾아보면, 비행기를 들 수 있다. 이때 위의 그림에서 x 방향으로 유동하는 균일유동을 와 라고 하면



라고 할 수 있다. 그러므로 단순화를 통한 현상분석 및 응용의 필요성(必要性)이 대두되고 있다.

3. 관련理論(이론)
① 양력 (Lift)
-유체 속의 물체가 수직 방향으로 받는 힘이다. 그래서 이 항력을 극복하고 전진하기 위해서 프로펠러나 엔진을 통해 항력보다 큰 추력을 얻어 비행하게 된다된다. 비행기가 하늘을 나는 것은 양력, 중력, 항력, 추력 네 가지의 힘에 의해 날을 수 있다. %20공학실험%20-%20원통%20실험_hwp_01_.gif %20공학실험%20-%20원통%20실험_hwp_02_.gif %20공학실험%20-%20원통%20실험_hwp_03_.gif %20공학실험%20-%20원통%20실험_hwp_04_.gif %20공학실험%20-%20원통%20실험_hwp_05_.gif %20공학실험%20-%20원통%20실험_hwp_06_.gif




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열유체 공학실험 - 원통 실험
설명
실험결과/기타



열유체 공학실험 - 원통 실험

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1. 서론
실제 생활 및 공학적인 문제에서 복합적 형상으로 인해 현상분석 및 문제 해결에 어려움이 있다. 원통(circular cylinder)에 대한 압력측정(measurement)을 통하여 항력과 양력을 계산하고 결과를 고찰하며, 실험을 통해 포텐셜 유동에 대한 유체역학적 기본개념(槪念)을 이해한다.

` 그림 1.출발와류 ` ` 그림 2. 순환 `
정지유체에서 날개가 움직이게 되면, (a)가 움직이는 뒷전의 흐름에서 쿠타조건 의해 (b),(c)로 변화하여 후방에 와류가 형성된다된다.
양력의 크기는

인데 여기서 은 양력계수, 는 유체의 밀도, V는 유체에 대한 상대속도, S는 물체의 단면적이다. 여기서 이고 , 이므로

따라서

이고, 속도 포텐셜 함수 또한
이다. 이 예로 물고기의 유선형 몸체와 비늘의 모양, 자동차의 설계 등을 들 수 있다.

3. 관련理論(이론)
① 양력 (Lift)
-유체 속의 물체가 수직 방향으로 받는 힘이다. 유체에 대한 물체의 상대속도(유체의 흐름을 따라 움직이는 관찰자가 본 물체의 속…(To be continued ) 도)의 반대방향으로 항력이 작용한다.

2. 실험목적
유체역학적 기본 개념(槪念)의 응용분야를 확인하고, 적용할 수 있는 능력을 배양함에 있다. 원통(circular cylinder)에 대한 압력측정(measurement)을 통하여 항력과 양력을 계산하고 결과를 고찰하며, 실험을 통해 포텐셜 유동에 대한 유체역학적 기본개념(槪念)을 이해한다. 비행기가 일정한 속도로 비행할 때 날개의 양력과 비행기 전체에 작용하는 중력이 평형을 이루고, 이때 날개 및 비행기 전체에 공기의 저항, 즉 항력이 발생한다.
양력의 크기는

인데 여기서 은 양력계수, 는 유체의 밀도, V는 유체에 대한 상대속도, S는 물체의 단면적이다.
-양력의 발생
양력의 발생을 알아보기 위해 비행기의 날개를 가정한다. 비행기의 날개가 이 힘을 이용하여 비행기를 하늘에 띄운다.

② 항력 (Drag)
물체가 유체 내에서 운동하거나 흐르는 유체 내에 물체가 정지해 있을 때 유체에 의해서 운동에 방해가 되는 힘을 받는데 이를 항력이라고 한다. 이 힘은 높은 압력에서 낮은 압력 쪽으로 생기며, 유체에 닿은 물체를 밀어 내리려는 힘에 대한 반작용이다. 이 힘은 높은 압력에서 낮은 압력 쪽으로 생기며, 유체에 닿은 물체를 밀어 내리려는 힘에 대한 반작용이다.
-양력의 발생
양력의 발생을 알아보기 위해 비행기의 ...

1. 서론
실제 생활 및 공학적인 문제에서 복합적 형상으로 인해 현상분석 및 문제 해결에 어려움이 있다.
④ 정체점 도시
정체점 (stagnation point): 어떤 흐름의 속도가 0이 된 경우 이동 유체 흐름에서 유체 (기체,액체)

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순서

다.
항력의 크기는

로 표현하는데 여기서 는 항력계수, 는 유체의 밀도, V는 유체에 대한 상대속도, S는 물체의 단면적이다.
- Voltex Flow.

` 그림6. Voltex flow `
인데, 이므로
, 이다.
그 밖에 항력을 잘 극복하기 위해 전진할 수 있는 물체를 유체와의 마찰을 최소화 시키기 위해 물체를 유선형으로 만든다. 이 와류로 인해 날개의 위아래에 속도차이가 발생하게 되는 순환현상이 발생하고(그림 1-2) 이 속도차이는 베르누이의 정리(arrangement)에 따라 위와 아래의 압력 차이를 발생시켜 양력을 받아 비행기는 뜨게 되는 것이다.

또한

, 이다. 비행기의 날개가 이 힘을 이용하여 비행기를 하늘에 띄운다. 만일 이 네 가지힘의 균형이 깨어진다면 비행기는 사고를 일으킨다.

-Doublet Flow

` 그림5. doublet Ffow `
유량함수 는
이다. 이 경우 비압축성과 비회전성을 만족시키므로 속도 포텐셜은 라 할 수 있다.
` 그림3. 양력과 항력 `

③ 포텐셜유동
-Uniform flow

` 그림4. uniform flow `

유동장 내의 모든 점에서 속도가 공간좌표와 무관하게 동일한 값을 가질 때 이를 uniform flow 라 한다. 날개부분에서 양력이 발생하기 위해서는 윗부분과 아랫부분에 속도차이가 발생하여야 하는데 이는 날개가 공기를 지나갈 때 생기는 출발와류 때문이다. 그러므로 단순화를 통한 현상분석 및 응용의 필요성(必要性)이 대두되고 있다.

2. 실험목적
유체역학적 기본 개념(槪念)의 응용분야를 확인하고, 적용할 수 있는 능력을 배양함에 있다.

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