인하대학교 기계공학실험B 유동가시화 실험보고서

소개

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목차

① 실험으로 확인한 유동의 형상 사진

② 조사내용
(1) Pi Theorem을 이용한 Reynolds number 유도
(2) Strouhal Number
(3) 상사성
(4) NACA 6 digit series Airfoil

③ 유체에 관련된 토픽에 관한 논문을 한편 조사하고 요약

④ 고찰

본문내용

※ 보고서는 유동소음제어 연구실(2N267A) 앞 Box에 제출실험 차주 화요일 저녁 6시까지 제출(시간 엄수, 메일로 제출 시 불인정)

① 실험으로 확인한 유동의 형상 사진
→유동가시화 실험 사진 첨부 및 각 사진에 대한 설명

< 그림 중략 >

에어포일 각
45°
유체 유동속도
1.3(m/s)
에어포일의 받음각이 45°일 때 유동 사진이다. 유체가 점성을 띌 경우 에어포일 근처 유동 시 에어포일 표면과의 마찰로 인해 no-slip comdition이 생기고 표면으로부터 일정부분 떨어진 지점까지 점성으로 인한 마찰로 인해 속도가 서서히 증가하게 되는데 이 영역을 경계층(Boundary layer) 라고 한다. 경계층 내부의 유체 입자들은 에어포일 표면과의 마찰로 인해 발생하는 전단응력 떄문에 점점 속도가 감소하게 되는데, 표면 마찰에의한 전단력과 유체 흐름에 따라 점점 두꺼워지는 경계층의 뒷 부분에서 발생하는 역압력구배(adverse pressure gradient)에 의해 에어포일 표면의 노슬립컨디션의 유체입자들이 표면에서 떨어져 나가게 되는데 이를 유동박리(flow seperation)이라 하며 이 떨어져 나온 유체입자가 역류하기 시작하여 후류(wake)가 발생하게 된다. 이것이 사진에서 보이는 난류가 관측되는 이유이다.
특히 이 실험의 조건처럼 에어포일의 각이 45°일 경우 유체와 에어 포일 사이의 전단응력이 최대가 되므로 유동박리가 가장 일어나기 좋은 조건이다.

< 그림 중략 >

에어포일 각
0°
유체 유동속도
1.5(m/s)
에어포일의 받음각이 0°일 때 유동 사진이다. 위 실험의 조건과는 다르게 에어포일의 받음각(angle of attack)이 없다. 이 경우에도 스모크와 에어포일 사이에 경계층이 생기기는 하지만 받음각이 없기 때문에 유체와 에어포일 사이의 전단응력이 최소값을 갖게 되어 경계층 내부의 역압력구배가 약하여 유동박리가 일어나지 않았다고 볼 수 있다.

참고자료

· http://proxy.lib.inha.ac.kr/d7b1f3d/_Lib_Proxy_Url/apps.webofknowledge.com/full_record.do?product=WOS&search_mode=GeneralSearch&qid=8&SID=N2LvITzlGmB22nsQr1A&page=1&doc=2
· http://proxy.lib.inha.ac.kr/87656e7/_Lib_Proxy_Url/journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.77.977
· http://scitation.aip.org (국외)
· http://citeseer.ist.psu.edu (국외)
· http://www.journals.cambridge.org (국외)
· http://www.springerlink.com (국외)
· http://www.sciencedirect.com (국외)