유체역학실험(기계공학실험)

소개글

부력이 작용하는 형태의 부체들을 부체안정 실험 장치를 이용하여 다양한 높이에서의 중력 중심에 대해 분석 및 계산을 수행하고 계산한 안정성에 관하여 생각해본다.

목차

1. 실험 목적

2. 이론 조사
(1) 경심(metacenter)
(2) 기타 용어

3. 실험 방법

4. 실험 결과
(1) 실험 데이터
(2) 이론적 계산
(3) 실험값을 이용한 계산

5. 결론 및 고찰

본문내용

부력이 작용하는 형태의 부체들을 부체안정 실험 장치를 이용하여 다양한 높이에서의 중력 중심에 대해 분석 및 계산을 수행하고 계산한 안정성에 관하여 생각해본다.

2. 이론 조사

(1) 경심(metacenter)

배가 똑바로 떠 있을 때 부력의 작용선과 경사된 때 부력의 작용선이 만나는 점을 메타센터(Metacenter, M)라고 한다. 무게 중심에서 메타센터까지의 높이를 GM 또는 메타센터 높이라고 하는데 GM의 크기로써 배의 안정성을 판단할 수 있다.
선박이 해면(海面)에 똑바로 떠 있을 때 무게중심과 부력중심은 동일 연직선상에 있다. 선박이 기울었을 때 해면 아래에 있는 부분은 모양이 변하므로 부력중심이 이동한다. 이 때 선박에 작용하는 힘은 수직 하향 중력과 상향의 부력에서 작용점이 다르기 때문에, 짝힘[偶力]으로 작용한다. 이것이 선박에 대한 복원력이 되기 위해서는 반드시 경심이 무게중심보다 위에 있어야 한다.
경심과 무게중심 사이의 거리가 클수록 복원력이 커서 기운 선박이 빨리 원위치로 돌아오지만 거리차가 작으면 복원력이 작기 때문에 원위치로 돌아오는 속도가 늦다. 이것은 선박의 롤링(rolling) 주기와도 관계가 있는데, 작을수록 롤링 주기가 커서 선박의 흔들림이 작다. 반대로 이것이 큰 경우에는 주기가 작기 때문에 선박이 심하게 움직이고 흔들린다.

참고 자료

없음