유체의 강체 운동

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유체의 강체 운동

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1. 목적 및 개요
유체는 정지하고 있는 유체와 운동하고 있는 유체로 나눌 수 있다. 정지하고 있는 유체 시스템에서는 유체 내의 압력 분포를 구하거나, 유체가 고체 벽이나 부유체 또는 잠수 물체에 미치는 영향을 파악하여야 한다. 유체 속도가 0일 때 정수압 상태(hydrostatic condition)이라고 하며, 압력변화는 유체의 무게에만 의존한다. 따라서 어떤 알려진 유체가 주어진 중력장 내에 있다고 하면 압력은 적분에 의해 쉽게 계산될 수 있다. 한편, 운동하고 있는 유체에는 압력, 중력 및 점성 응력이 작용하며 압력 분포를 구하는 것이 쉽지 않다. 이러한 유체 중 강체 운동(rigid-body motion)을 하는 경우가 있다. 예를 들어 탱크 내의 유체가 장시간 회전하고 있는 경우 유체는 전단 응력을 받지 않게 되므로 고체와 같이 강체 운동을 하게 된다. 이러한 강체운동에서는 상대적으로 간단하게 압력을 구할 수 있다.
본 실험은 원통 용기 내의 유체가 중심축에 관하여 회전할 때 수면의 모양, 유체 내 압력분포 등을 구하고 유체의 강체 운동을 이해하는데 목적이 있다.
※참고자료
< 점성 [viscosity] >
-액체나 기체의 흐름에서 유속(流速)의 분포가 한결같지 않은 경우, 그 속도를 균일하게 하려는 성질.
〔점성계수〕 점성의 크기를 정량적으로 나타내기 위해 점성계수가 정의된다.
예컨대 2개의 평행한 평판사이에 유체를 넣어 한쪽 판을 고정시키고 다른 쪽을 속도 U로 움직이면, 유체는 끌려서 층(層)밀리기운동을 일으킨다.

참고 자료

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