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[기계항공공학실험] 속도 실험 보고서

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    목차

    1번 문항


    2번 문항




    2.1. Mean recirculation region의 길이




    2.2. Mean recirculation region length의 의미


    3번 문항


    4번 문항




    4.1. Time-average vorticity field의 plot 및 해석





    4.1.1. vorticity의 물리적 의미





    4.1.2. 수치미분을 통한 Vorticity의 계산법





    4.1.3. 수치미분 방법에 따른 vorticity field의 Plot과 각 방법의 비교





    4.1.4. time averaged vorticity field plot의 분석




    4.2. 순간 속도장의 Vorticity field의 plot





    4.2.1. vorticity의 주기 찾기





    4.2.2. 각 Phase별 순간 속도장의 vorticity field





    4.2.3. 평균 vorticity plot과 순간 vorticity plot의 비교 분석


    5번 문항




    5.1. Streamline의 정의와 유용성




    5.2. Time-averaging된 Velocity Field의 데이터를 이용한 Streamline




    5.3. 순간 속도장의 Streamline을 통한 Karman Vortex의 존재 여부 확인




    5.4. 순간 속도장의 Streamline과 평균 속도장의 Streamline 비교




    5.5. 직접 코딩을 통한 Streamline의 Plot


    6번 문항




    6.1. 본 실험의 Re의 값에 따른 유동의 특징




    6.2. 본 실험의 데이터와 다른 논문에서 제시하는 데이터의 비교





    6.2.1. 제어봉을 부착한 원형실린더 주위 유동제어에 관한 연구





    6.2.2. 타원형 실린더 주위의 비정상 유동 해석





    6.2.3. 원형 실린더 주위의 비정상 이차원 층류 유동 수치해석











    본문내용

    2.2 Mean recirculation region length의 의미

    이번 실험에서 다룬 유동은 low subsonic flow past a body로서, 실린더의 전방에서의 유동은 vortex가 나타나지 않는 비회전(irrotational)유동이다. 즉, 일정한 속도에 대한 curl값은 0이다. 따라서 [그림 5]에서 보다시피 박리현상도 보이지 않으며 그에 따른 vortex도 관찰되지 않는다.


    [그림 5] 비회전(irrotational)유동

    그러나 유동이 viscosity를 가지게 되면 [그림 6]의 stream line에서 알 수 있듯이 유동이 진행하면서 x=0 이후에 전단력이 작용하는 실린더 벽면 주위를 기점으로 회전이 시작됨을 알 수 있다. 유동이 진행하면서 실린더 주변과 하류에는 점성응력으로 인한 회전 전단층(rotational shear layer)이 발생하며 이와 함께 흔히 local pressure gradient가 음이 되는 순간 박리현상이(dp/dx
    참고문헌
    [1] 기계항공공학실험2 - 속도실험 manual 및 수업자료
    [2] 2008년 1학기 ‘응용유체역학’ 송성진 교수님 수업 노트
    [3] http://en.wikipedia.org/wiki/Streamlines,_streaklines,_and_pathlines
    [4] http://en.wikipedia.org/wiki/Karman_vortex
    [5] Frank M. White, 「유체역학」, (서울, McGraw-Hill Korea, 2007)
    [6] 김옥석, 제어봉을 부착한 원형실린더 주위 유동제어에 관한 연구, 해양환경안전학회 춘계학술발표회, 2007
    [7] 임영택, 타원형 실린더 주위의 비정상 유동 해석, 한국항공우주학회, 2005년 6월
    [8] 명현국, 원형 실린더 주위의 비정상 이차원 층류 유동 수치해석, 2004년 12월
    #속도#유동#속도장의#vorticity#Streamline#실린더