[유체역학]층류, 난류 실험

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 준비사항
4. 측정
5. 실험장비
실험 결과

본문내용

1. 실험 목적
유체유동에서 점성의 영향을 알아보기 위하여 점성유동의 가장 기본적인 평판을 따라 흐르는 계층(boundary layer)내 속도분포를 측정한다. 위치에 따라 경계층의 성장과 층류와 난류 경계층의 차이를 관찰, 이해함으로써 경계층 유동의 특성을 알아본다.

2. 이론
정지된 물체 주위로 점성유체가 흐를 때 물체의 표면에는 no-slip condition으로
인하여 유체속도는 0이고 외부의 속도는 free stream의 속도와 거의 같아진다. 이때 물체표면에 속도가 0에서 외부속도까지 변하는 영역이 존재하는데 이런층을 경계층이라 한다.
경계층의 두께는 점성이 적을수록 즉, 레이놀즈 수가 작을수록 작아지고 일반적으로 다음의 관계가 있는 것으로 알려져 있다
경계층 두께 δ≒≒
보통 δ는 특성길이 L(평판의 길이)에 비하여 아주 적은 값을 가진다.
δ << L
1) Prandtl의 경계층 방정식
< 가정 >
a) zero pressure gradient
=0
b) stead flow
=0
c) incompressible
ρ=constant
d) 2-dimension
=0

위의 가정들로 Navier-Stokes 방정식은

로 간단히 정리되며 이것이 Prandtl의 경계층 방정식이다.
경계조건은 y=0 일 때 u=v=0, y=∞일 대 u=U 이다.

참고 자료

없음