층류, 난류 경계층에 대한 조사

소개글

유동에 대한 레포트입니다.

목차

5-c. 층류와 난류 경계층에 대해 유동박리를 비교하라. 구체적으로, 어떠한 경우가 유동 박리에 대하 보다 더 저항하는가? 그 이유는? 이 문제의 답에 기초하여 골프공에 딤플이 있는 이유를 설명하고, 각 회사의 골프공에 대해서도 설명하라.
- 골프공의 딤플(Dimple)이 있는 이유 -
- 각 회사별 골프공 특징 --과제 관련 용어 정리-

본문내용

5-c. 층류와 난류 경계층에 대해 유동박리를 비교하라. 구체적으로, 어떠한 경우가 유동 박리에 대하 보다 더 저항하는가? 그 이유는? 이 문제의 답에 기초하여 골프공에 딤플이 있는 이유를 설명하고, 각 회사의 골프공에 대해서도 설명하라.

박리되기 쉬운지 어려운지는 에너지 보급의 메커니즘에 좌우된다. 그런 의미에서 난류 경계층 유동은 층 내외에서의 와괴의 혼합작용이 활발하여 주류로부터 끊임없이 에너지 보급이 행해진 결과 층류 경계층에 비해서 박리되기 어렵다. 이것을 균일 유동 중에 놓인 원주(축은 유동에 직각으로 하여) 표면에 걸리는 압력분포를 보면 잘 알 수 있다.
- 그림 1, 원주 주위의 유동 -




위의 종축은 원주표면에 작용하는 압력을 먼 곳에서의 압력과의 차로 생각해 그것을 무차원화 한 것이다.

-그림 2, 윈주주위의 압력분포 -




그림2는 주류의 속도 에너지가 전부 압력으로 된 양만큼 먼 곳의 압력에 플러스된 정체압력을 의미하고, 0을 넘어 마이너스 값을 크게 할 수록 속도 에너지가 증가하여 압력이 감소되어 간다는 것을 의미한다. 위의 중의 쇄선은 d’èAlembert의 파라독스로 유명한 완전유체인 경우의 압력분포로 이 대칭성이 제로저항을 나타내고 있음을 알 수 있다. ①, ②, ③의 유동은 각각 레이놀즈수 Re @ 1 x 105, 7 x 105, 8.4 x 106이다. ①의 경우는 층류 경계층이 형성되어 압력상승 영역에 들어가면 얼마후에 박리되어 압력은 거의 회복되지 않고 전면과 후면과의 압력차이는 다른 경우 보다도 커서, 압력저항이 큰 것을 알 수 있다. ②의 경우는 층류 경계층 상태에서 압력상승 영역에 들어가면 일단 박리되나(층류 박리), 그 흐뜨러짐이 경계층을 난류로 천이시켜 경계층은 재부착하여 압력상승을 견뎌내어 130도 구부러져 들어간 곳에서 박리된다(난류 박리). 그 곳에서의 0에 가까운 값은 압력이 먼 곳의 압력 가깝게까지 회복하고 있음을 나타내고 있다. 따라서 압력 저항은 당연히 격감된다. ③의 경우는 압력상승으로 이동함과 동시에 난류로 천이하여 박리되는 위치는 ②의 경우보다도 상류측으로 이동한다. 이것은 후류

참고 자료

없음