[유체역학실험] 실린더 표면의 압력분포

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험장치
4. 실험 방법 및 절차
5. 실험결과
6. 고찰

본문내용

1. 실험목적
본 실험에서는 실린더 표면의 압력공을 이용하여 실린더 주위의 압력분보의 측정을 통하여 실린더 주위 유동의 특성을 파악하고, 퍼텐셜 이론을 통하여 이론적인 방법으로 얻을 수 있는 2차원 실린더 표면의 압력분포와 비교하여 실제적인 유동과의 차이를 밝히는 데 그 목적이 있다.

2. 이론

구나 원주의 경우, 전항력은 표면항력과 압력항력이 복합해서 발생한다. 구 주위를 유체가 흐를 때 발생하는 항력계수를 그리면 그림과 같다. 레이놀즈수가 극히 낮은 유동에서의 유동은 구로부터 박리가 발생하지 않으므로, 후류가 층류유동이 되고 항력도 표면마찰이 지배한다. Stokes는 관성력을 무시할 수 있는 저 레이놀즈수 유동에 대하여 항력을 해석적으로 얻어낼 수 있었다. 레이놀즈수가 점차 증가하여 1000까지 도달하는 동안 항력계수는 점진적으로 감소한다. 이것은 경계층에 박리가 생겨 항력이 표면항력과 압력항력이 복합되어 나타나면서, 레이놀즈수의 증가와 더불어 표면항력이 전항력에 미치는 영향이 상대적으로 점차 감소되기 때문이다.

<실린더 주위의 유동>

공학적으로 흥미가 있는 실린더는 단면이 타원모양의 오벌(oval)과 원통이다. 장축이 유동방향에 일치하는 오벌을 Rankine오벌, 수직한 오벌을 Kelvin오벌이라 한다. 이들 중 원통 주위 유동을 다루고, 표면에 가해지는 압력에 의하여 유기되는 결과력에 대해 기술한다.

반지름이 a인 원통 주위 유동
원통 주위를 순환 없이 양의 x축 방향으로 흐르는 퍼텐셜유동은, 양의 x축 방향으로 흐르는 등류유동 와 x축을 축으로 하는 음의 겹샘 μ/z를 합성하면 얻을 수 있다. 그러므로 복소퍼텐셜은

참고 자료

없음