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? 실험목적
- 어떤 물체 주위에 대한 유동의 가시화는 유동 현상을 이해하는데 있어 유익하다. 이와 같은 전체적인 성질의 계측에는 먼저 유선, 유적선, 시간선 등의 개념을 이해하여야 한다. 본 실험에서는 Smoke flow wind tunnel을 이용하여 간단한 몇 가지 형상에 대해 가시화를 수행하여 유동 현상을 이해한다.
? 실험장치
- 연발생풍동(Smoke flow wind tunnel)
- 여러 가지 형상을 갖는 물체(익형, 실린더, 원판, 노즐)
? 실험방법
1. 시편을 장착한다.
2. 전원을 넣고 히터를 가동하여 150~170℃로 설정한다. 가열시간 약 20분 소요.
3. 램프를 키고 팬을 작동시킨다.
4. 압축기를 작동시킨다.
5. 파라핀을 주입시키면서 압축기밸브와 팬 유속을 조정하여 유선이 형성되도록 한다.
6. 최상의 유선상태를 찾으면 관찰 및 촬영을 한다.
7. 여러 가지 시편으로 반복실험을 한다. 시편 교환 시 파라핀 주입을 일시적으로 막는다.
+ 실험을 마칠 시에는 다음과 같은 과정을 따른다.
1. 히터를 끄고 내부의 남은 파라핀을 잠열로 태운다.
2. 막힌 노즐이 있나 확인하고 청소한다.
3. 팬과 압축기를 끄고 전원을 내린다.
? 실험 결과 및 고찰
1. 실험을 통해 가시화된 여러 가지 물체 주위에서 유동형태를 촬영
(a) 익형 (b) 실린더
(c) 원판 (d) 노즐
2-1. 유선(streamline), 유적선(pathline), 유맥선(streakline), 시간선(timeline)의 차이점에 대해 기술.
(a) 유선(Streamline)
- 유선이란 유체 속도장(fluid velocity field)에 …(생략)
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냈기 때문에 우리가 관찰한 유동선은 유맥선임을 알 수 있다.
3. 익형 주위의 유동의 변화를 관찰하고 유동박리 발생 원인에 대해 기술
- 익형 주위의 유동 변화는 왼쪽의 사진에 흰색으로 표시한 curve와 같다. 이처럼 유동 박리가 생기는 이유는 익형의 물체 가까이에 흐르는 유체가 점성(viscousity)에 의해 유속이 느려지기 때문이다.
? 참고문헌
- "Fluid Mechanics : Fundamentals and Applications", Mcgraw-Hill
저자 Yunus A. Cengel, John M. Cimbala
- http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
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유체역학 - 유동가시화.hwp
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