기항실 2 속도실험 B 레포트

소개글

서울대학교 기계항공공학실험 2 A를 받은 레포트입니다.

목차

Ⅰ. Abstract
Ⅱ. Introduction
Ⅲ. Data & Result
Ⅳ. Discussion
Ⅴ. Conclusion
Ⅵ. Reference

본문내용

Ⅰ. Abstract
속도 실험에서는 PIV의 속도 측정 원리를 이해하고 PIV를 이용하여 실린더 후류의 속도장을 측정하고 분석함으로써 유동해석 실험의 테크닉을 익히고 습득한 속도장 데이터를 이용하여 유체의 유동을 분석하고 이해한다. 이번 속도 실험 B에서는 실험에서 주어진 Reynolds Number에 대해서 두 개의 다른 직경(8.2mm와 5mm)의 원통모양 실린더를 장애물로 놓는다. 그리고 Particle Image Velocimeter(PIV)를 이용하여 유체의 속도장을 구한다. 이를 토대로 mean recirculation region, separation angle, 유체의 velocity 및 vorticity 등을 구한다. 구하는 절차는 다음과 같다. 먼저 유속으로는 시간에 대한 평균 velocity를 구해서 이를 plot하고, 이를 통해서 mean recirculation region 과 separation angle을 구한다. 그리고 vorticity를 이용하여 시간에 대한 평균 vorticity를 구하고 이 vorticity의 진동수를 구하여 Strouhal Number를 구한다.

<중 략>

4번 항목에서 평균 속도장에서 나타낸 streamline과 각 프레임의 streamline을 비교해보면 각 프레임에서 나타낸 것들이 더욱 유동이 복잡한 모양임을 알 수 있다. 이는 평균속도장의 streamline은 실제로 복잡하게 일어나는 유동들을 평균하여 이를 조금 더 단순하게 보여줌을 알 수 있다. 각 프레임별 streamline을 보면 각 시간별로 크게 유동의 모습이 달라진다. 특히 일정한 주기로 유동의 모습이 변화하는 것을 볼 수 있다. 실린더 바로 뒤에서부터 형성되기 시작하는 교란된 유동은 점점 발전해 큰 곡률의 streamline을 만들다가 뒤로 흘러가며 사라지게 된다. 평균 속도장에서 나타낸 stream라인은 이러한 유동들의 평균된 값으로 각 프레임에서 볼 수 있는 교란된 유체 흐름이 실린더 뒤에 나타나 있다. 이 교란된 흐름이 바로 vortex이다. 이러한 vortex는 시간상 주기적으로 변화함에도 불구하고 그 정도가 매번 변화하는 것을 볼 수 있다. 또한 유동이 후미부에서 상하로 출렁이는 것 역시 관찰 할 수 있다. 유동의 주기가 짧고 그 변화하는 모양이 상당히 큰 것으로 보아 보다 정확한 유체의 평균적인 streamline과 vortex를 얻기 위해서는 더 오랜 시간동안 측정하고 분석한 데이터가 필요할 것이다.

참고 자료

Frank M. White, Fluid Mechanics, McGraw Hill, 7th edition in SI units.
서울대학교 속도 실험 매뉴얼
박강국, 「PIV 를 이용한 원형실린더 후류 유동에 관한 연구」, 서울대학교 대학원