압축성 및 비압축성 유체에 대한 Navier-Strokes 방정식

소개글

압축성 및 비압축성 유체에 대한 Navier-Strokes 방정식에 대해 정의 / 공식 유도한 글입니다.

목차

1. 압축성 및 비압축성 유체에 대한 Navier-Strokes 방정식
1) 정 의
2) 부가내용
3) 방정식 유도
4) 비압축성 유체 Navier-stokes 방정식
2. 유체유동해석을 위한 상용프로그램
1) C F X
2) FLUENT
3) STAR-CD
4) ANSYS
5) FLOW 3D
6) PHOIENICS
3. 고 찰

본문내용

1. 압축성 및 비압축성 유체에 대한 Navier-Strokes 방정식
1) 정 의
입자나 강체의 움직임을 설명하는 것은 뉴턴의 제2법칙으로부터 쉽게 가능하다는 것을 알고 있을 것이다. 그리고 그 방정식들을 이용하여 컴퓨터로 현상을 시뮬레이션하는 일도 해 보았을 것이다. 유 체는 복잡한 운동 형태를 보여서 입자나 강체와는 별개의 물리현상일 것이라고 생각되지만, 사실 뉴 턴 제2법칙을 충실히 따르며 운동하고 있다. 볼쯔만의 통계열역학의 가정에 따르면 유체 또한 수많은 입자들이 고속으로 운동하며 서로 충돌하면서 발생되는 현상이기 때문이다. 하지만 섭씨 0도, 1기압 인 환경에서 0.2리터의 기체는 약 개의 분자로 이루어져 있다. 이정도의 갯수라면 유체 현상을 입자 들의 움직임으로 환원해서 컴퓨터로 연산하기란 불가능하다.
다행히, 수많은 입자들이 집단적으로 이루는 유체현상을 설명할 수 있는 물리량 (압력, 밀도, 점 성)을 도입하여 뉴턴 제2법칙을 다르게 쓴 방정식이 있다. 그것은 Navier-Stokes 방정식이라고 한다.
공기 속을 초음속으로 비행하는 항공기나 탄환, 바다 속에서 움직이는 잠수함 그리고 도로 위를 달 리는 자동차의 주위에는 이들의 움직임으로 생성되는 유체의 흐름이 있다. 이러한 유체의 움직임은 그 자체로서 끝나는 것이 아니라 움직이는 물체의 상태에도 영향을 끼친다. 예를 들면 항공기 표면의 온도에 영향을 준다든지 자동차의 디자인에 영향을 준다. 따라서 물체 표면에서의 압력, 밀도, 속도 와 온도의 분포를 알기 위하여는 유동장의 모든 점에서 유동 성질들인 압력, 밀도, 속도와 온도를 계 산해 내면 그 결과로 물체에 작용하는 힘(양력 또는 항력)이나 모멘트 그리고 표면에서의 열의 전달 을 계산할 수 있다.
이와 같은 실제 데이터를 얻으려면 유체(액체 또는 기체)내에 작용하는 힘의 본질을 파악해야 한 다. 그러기 위해서는 유체의 유동을 지배하는 기본 방정식을 유도하고 적절한 초기조건이나 경계조건 을 만족하는 해를 구해야 한다.

참고 자료

없음