[공학] 실험보고서 - 자동차 풍동실험 결과보고서

1. 실험 목적 - 에어터널 안을 흐르는 풍동을 이용, 차량모델의 외부유동을 만들고 이를 통하여 각 지점과 각도에 따른 압력과 속도를 측정한다. 이를 통해 형상에 따른 항력과 난류에 대한 이해를 돕는다. 2. 관련이론 1) Reynolds 수 - 유체의 유동이 층류인지 난류인지를 결정하는 무차원 변수이다. : 여기서, 특성길이인데 원형실린더는 직경()를 쓰고 평판은 길이()을 쓴다. - 원형파이프 내부유동일 경우 : - 평판을 지나는 외부 유동일 경우 : - 원형실린더 직교류 외부유동일 경우 : 2) 정상, 점성유동의 특성 - Reynolds 수가 작으면점성력이 커지고 Reynolds 수가 커지면 점성력이 작아지고 관성력이 커진다. (a) 일때 유체는 물체의 표면을 따라 정상유동한다. `그림 ` Re〓0.1일때 유동 (b) 일때 유체의 관성이 점점 커지면서 유체의 관성이 물체의 표면을 따라가지 못하게 되고, 물체 뒤쪽에서 유체의 일부가 상류 유동방향과 반대로 흐르는 박리거품이 발생하게 된다. `그림 ` Re〓50일때 유동 (c) 일때 점성의 영향을 받는 면적이 하류로 더 밀려가게 되고, 실린더의 앞부분에는 얇은 경계층이 형성된다. `그림 ` 일때 유동 3) 비점성 유동과 점성유동의 차이 (a) 비점성 유동 - 유체가 완전히 비점성()이면 Reynolds 수가 무한대가 되고 마찰에 의한 에너지 손실이 없으므로 유체입자는 F점에서도 정체점을 형성한다. `그림 ` 실린더 주위의 유동 경계층 가장자리의 유체속도인 자유유동속도 는 A점, F점에서는 C점에서는 실린더 표면에서의 압력은 실린더 중앙의 수직면에 대칭한다. `그림 ` 실린더 표면의 압력분포 `그림 ` 실린더 표면에서의 자유유동속도 (b) 점성유동 - 실제 유체는 점성이고 대부분의 유동은 난류라고 볼 수 있다. 유체 입자가 A에서 C까지는 흘러가지만 마찰에 의한 에너지 손실에 의해 C에서 F까지 흘러가지 못하고 D점에서 떨어져 나가게 된다. 그리…
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