[기계공학]풍동 유동가시화 실험 예비레포트

① 유동 내 물체에 작용하는 항력과 양력에 대해 설명하시오. ◆ 항력 움직이는 유체의 경우 물체 표면에서 점성의 영향으로 인해 접선 방향으로 작용하는 전단력과 물체의 표면과 수직 방향으로 작용하는 힘인 압력이 존재한다. 이때 전단력과 압력이 합쳐진 합력의 유동 방향 선분을 항력(drag)이라고 한다. 항력은 유동 방향으로 가해지는 힘이기 때문에 마찰과 같이 유동을 방해하는 현상들을 발생시킨다. 그렇기 때문에 항력을 최소화하기 위해 공학 설계 및 여러 가지 분석 방법을 진행하고 있다. 분석 방법의 예시로 공기역학적으로 항력을 줄이기 위해 바람의 방향이나 제품의 형상에 따라 항력을 측정할 수 있는 ‘풍동 터널(Wind Tunnel)’이 있다. 앞서 항력은 압력과 전단력의 합력이라고 언급했다. 더 자세히 살펴보면 항력은 벽면에서의 전단력(표면마찰)에 의해 만들어진 마찰항력(friction drag)과 압력에 의해 만들어진 압력항력(pressure drag)으로 이루어져 있다. 이때 항력은 물체의 형상과 표면 조도에 크게 영향을 받는다. ◆ 양력 움직이는 유체의 경우에서 양력은 항력의 유동 방향에 수직으로 작용하는 성분이다. 즉, 압력과 전단력의 합력 방향에 수직이라고 할 수 있다. 양력은 물체의 흐름 방향에 대한 경사각, 물체의 면적, 흐름 속도, 유체 밀도 등에 따라 정해진다. 양력은 본질적으로 뉴턴의 작용 반작용 법칙에 의해 형성된다. 비행기를 예시로 들면 주변을 흐르는 공기에 대하여 수직 방향으로 힘이 가해진다. 이에 대한 반작용으로 양력이 발생한다. 또한 지나치게 큰 경사각을 적용하게 되면 유동 박리가 발생하게 되므로 적당한 경사각을 사용해야 한다. ② 연기 유동 가시화, 입자 영상 유속계를 포함하여 3가지 이상의 유동가시화 기법과 그 원리를 설명하고, 각각의 산업적/학문적 응용에 대해 설명하시오. ◆ 연기 유동 가시화 원리: 연기 유동 가시화 기법은 유동 형태를 눈으로 보거나 사진을 찍어…
원리: 연기 유동 가시…