[유체역학실험]제트충돌실험

소개글

유체역학실험보고서 입니다.
제트충돌에 관한 실험보고서 입니다.

목차

실험 결과 요약
유 체 공 학 실 험 보 고
1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험 결과 및 토의

본문내용

-제트란?
한쪽 방향으로 집중된 가는 유체의 흐름. 분류(噴流)라고도 한다. 용기의 입구 또는 관구(管口)에서 유체가 외부로 분출되는 경우에 입구가까이에서 좁은 영역을 고속으로 흐르게 된다. 이와 같은 흐름을 제트라 한다. 유속이 크고 압력이 작으므로 제트의 내부에 가는 관을 넣어 두면 공기가 빨려 들어간다. 이 현상은 수류펌프(아스피레이터) 등에 이용되고 있다. 용기에서 유체를 분출시키면 용기는 그 반작용으로 말미암아 반대방향으로 밀린다(이때 유속이 빠를수록 운동량의 흐름은 커지게 된다). 이것은 운동량보존법칙에 의해 유체에 주어지는 운동량과 같은 크기의 운동랑을 반대방향으로 용기가 받기 때문이다. 이 반작용은 제트엔진과 로켓엔진의 추진력이다. 분무기도 이런 원리를 응용한 것이다.

-충돌제트는 정성적으로 침수형 충돌 제트(submersed impinging jet)와 자유 충돌제트(free impinging jet)로 나눌 수 있다. 전자는 노즐을 통해 나오는 유체가 노즐 주변의 유체와 같은 물질일 때 의 유동이다.(e.g., 공기-공기 or 물-물) 침수형 충돌제트의 경우는 분사된 제트와 주변의 유체 사이에 전단층(shear layer) 이 생성된다. 이러한 전단층은 불안정하며 난류유동을 유발한다. 특히 대부분의 수직발사체의 로켓 모터의 출구와 다른 많은 상황에서 초음속 침수형 충돌 제트가 발생한다.
초음속 제트와 고체 물질간의 충돌은 화염 전향 장치나 지면과의 충돌 시 고온과 압력에 의한 하중을 발생시킨다. 이러한 유동장의 중요한 특징은 충돌이 발생하는 벽면 위에 작은 거리를 두고 발생하는 평면 충격파 이다. 평면 충격파와 고체벽면 사이에는 blunt body의 초음속 유동에서 발생하는 것과 같은 아음속과 천음속 유동영역이 섞여 복잡한 유동이 발생한다. 이러한 복잡한 유동을 정확하게 해석하는 것은 매우 중요하다. 보다 정확한 유동현상을 해석하기 위해 정교한 CFD 기법을 이용한다.

참고 자료

- 유체역학. p.135-137. 유상신 배신철 서상호 공역. 사이텍미디어. 2000
- http://dycorp.co.kr/dy16.HTM