항력 실험

1. 실험 개요 항력 측정의 방법에는 여러 가지가 있는데, 이번 실험에서 실시할 측정법은 세 가지로, 분동을 이용한 방법과 기둥 둘레의 압력 측정에 의한 방법. 마지막으로, 후류의 속도 분포의 측정에 의한 방법이다. 유량계와 마찬가지로 각 측정법마다 특성에 따른 오차가 발생하고 이의 분석을 통해 각 측정법에 대하여 이해하고 항력에 대한 개념을 이해하는 실험이다. 2. 실험 목적 임의의 물체가 유체 안에서 움직일 때 저항이 발생하는데, 이는 수력 및 공기역학에서 중요한 의미를 가진다. 본 실험에서는 기둥을 유동중인 공기중에 놓고 유동에 대한, 또는 유동에 의한 저항 즉, 항력을 세가지의 방법을 이용하여 측정한다. 기둥에서 발생하는 항력을 추에 의한 항력 측정 방법, 기둥 둘레의 압력측정에 의한 항력 측정방법, 그리고 후류에서의 속도분포 측정에 의한 항력 측정방법으로 각각 구하고, 이들 측정방법들을 비교 검토한다. 또한, 이들 3가지 방법으로 구한 항력 및 항력계수를 토대로 기둥 둘레의 항력분포와 항력에 대한 개념을 파악한다. 3. 이론 및 해석 < Fig. 1 > Fig. 1에서 곡선은 단면적이 달걀 형상인 기둥(oval cylinder)을 나타낸다. 이 기둥은 넓은 의미의 것으로서 단면적이 폐곡선으로 나타낼 수 있는 모든 것을 포함한다. 이 기둥의 기본적인 성질은 기하학적으로 2차원(two-dimensional)구조, 즉 기둥의 길이 방향으로 단면적의 변화가 없이 일정한 기둥을 뜻한다. 단면적이 원형인 기둥의 경우 여기서는 특별히 원기둥(circular cylinder)이라 한다. 기둥을 정지상태인 유체를 통과하여 움직이게 되면 운동은 기둥의 표면에 어떤 작용을 하게 되고, 이것은 합력(resultant force)의 형태로 표면에 나타난다. 이러한 경우는 유체가 기둥을 향하여 다가오는, 즉 관찰자가 기둥과 함께 움직이는 관점에서 분석하면 용이하다. 기둥 표면에서 임의의 한 점을 선택하면, 선택한 한 점 A…
기둥 표면에서…