공학실험 - 항력계수 측정

Ⅰ. 실험 목적
유체의 운동을 나타내는 운동방정식은 매우 복잡하기 때문에, 한정된 경우 외에는 해석 적인 해를 구하기 힘들다. 예를 들어 자동차나 항공기가 공기 중을 운동할 때 그 주위의 유동정보를 해석적으로 상세히 구할 수가 없다. 이 때 실험적인 방법으로 물체 주위의 유동정보를 구하고자 할 때 풍동실험을 수행한다. 본 실험에서는 원통주위의 압력과 속도분포를 구하고, 항력을 추에 의한 측정법을 적용하여, 원기둥의 각도 변환에 따른 항력을 측정하고, 후류에서 속도 분포에 의한 측정을 하여 비교한다.
Ⅱ. 이론 및 해석

1. 공기 항력측정에 관한 이론

(1) 유도항력 (Induced Drag)
- 유도항력은 날개가 양력을 발생할 때 공기가 편향되어 발생하는 다운워시(down wash) 영향에 의하여 발생하는 항력이다.즉, 유도항력은 날개의 양력발생에 따라 생기는 항력이며, 다운워시의 영향으로 발생하는 항력을 말한다.

- 그림에서 보는 바와 같이 날개를 지나는 공기가 아래로 편향되어 날개에 발생하는 합력(R: resultant force)은 상대풍의 속도성분(V)에 대하여 유도된 각도를 가지고, 이 각도()는 날개 뒤쪽 공기 편향각(ε)의 1/2에 해당된…(생략)