유체&매틀랩

소개글

유체&매틀랩에 대한 보고서 자료입니다.

목차

풍동을 이용한 압력 변환기 보정
1. 실험목적
2. 실험목표
3. 실험이론
① Calibration의 중요성
② Pitot tube의 원리
③ manometer의 원리
④sampling의 이유
3. 실험결과
①보정관계식
②측정데이터값
③ 그래프
4. 토론주제
①sampling rate를 증가시켜 더 많은 sample을 data point에서 취하면 보정이 더 정확해 지겠는가? 그렇게 생각한 이유를 자세하게 적어라.
②보다 정확한 측정을 위해서는 실험장치나 방법을 어떻게 개선해야 하는가?

후류 측정을 통한 항력 계산
1. 실험목표
2. 실험목적
3. 실험배경
①항력의 발생 이유와 원리
②거친 표면과 매끈한 표면을 가진 실린더 주변의 유동 차이
③항력 계수 공식 유도
4. 실험결과
①매끈한 원통에서의 결과
②거친 원통에서의 결과
③두 경우의 위치에 따른 속도 분포 그래프
④수치 해석에 의한 각 경우의 항력계수값 계산
(1)C언어를 이용해서 사다리꼴 방법을 이용하여 시도(결국 실패하였습니다.
(2) 매틀랩을 이용하여(역시 사다리꼴 방법을 이용하였습니다.)
5.토론 주제
①입구 속도(14m/s)에 비해 wake region에서 벗어난 자유 유동속도가 왜 증가하였는지를 논하여라.
②매끈한 실린더와 거친 실린더의 속도 분포가 다르게 나타난다. 거친 경우의 최소 속도가 매끈한 경우보다 더 낮고 wake의 폭은 더 좁다. 그 이유를 논하여라.

본문내용

풍동을 이용한 압력 변환기 보정
1. 실험목적
하나의 실험을 하기 위해서는 다양한 장비를 사용하게 된다. 그 장비들은 고가이면서 정확하게 측정을 할 수 있다. 그런데 생산과정의 문제 또는 노후화로 인해 장비들이 제 기능을 100% 발휘할 수 없다. 보다 정확한 실험을 하기 위해서는 장비들을 실험을 잘 수행할 수 있게끔 보정해주는 것이 중요하다.
이 실험에서는 풍동 실험에 사용되는 압력 변환기를 보정해보도록 한다.
2. 실험목표
풍동 실험을 하기 위해서는 과거엔 pitot tube나 manometer를 사용했다. 그런데 과학의 발달로 인하여 용이성과 정밀성을 위해 전자장비로 대체되고 있다. 그러나 이러한 전자장비도 각종 원인으로 인하여 오차가 발생할 수 있기 때문에 실험에서는 pitot tube를 이용하여 보정을 하는 것이 이 실험의 목표이다.
3. 실험이론
① Calibration의 중요성
계측 기기는 약간의 입력과 출력 오차를 갖고 있다. 그 오차의 값마저도 같은 회사에서 나온 제품마다 다르다. 그러기 때문에 정확한 실험을 수행하기 위해서는 이를 보정해 줄 필요가 있다.
보정이란 실험이나 관측, 근삿값 계산 등에서 외부적 원인에 의한 오차를 없애고 참에 가까운 값을 구하는 일을 말한다. 보정에 알려준 값을 표준값이라고 하며 일정한 범위의 알고 있는 값을 입력 시키고 그 때의 출력을 관측함으로써 계측 시스템에 대한 보정 곡선을 직접적으로 얻을 수 있다.
보정 곡선은 입력과 출력 사이의 함수적 관계, 즉 상관 식을 구하는 수단으로도 사용될 수 있다. 상관 관계는 y=f(x)의 형태를 가지며, 보정곡선에 물리적 의미를 부여하고 곡선 맞춤(curve fitting)기술을 적용함으로써 결정된다. 그러면 이 상관 관계는 나중에 실제 측정에서 계측 시스템에 표시된 출력 값으로부터 미지의 입력 값을 알아내는데 사용할 수 있게 된다.
② Pitot tube의 원리
- 기본적인 원리
유리관을 90도로 구부려서 강물 속에 꽂아 두었다고 한다. 높이 h를 측정하여 유속을 계산한다. 1점의 유체가 유선을 따라 2점에 도달한다. 점1과 점 2에 베르누이 방정식을 적용한다.
이므로
이 된다.
따라서 강물의 유속 에 의해 계산할 수 있다.
- 보다 개선된 방법
위의 그림은 관 흐름속에서 유속을 측정하기 위해 피토 정압관을 설치해 둔 그림이다.
정압을 , 전압을 라고 하자.
시차 액주계에서 압력차를 계산할 수 있다.
즉 가 된다.
그런데, 이므로, 이 두 개의 식에서 v를 계산 할 수 있다.
즉, 가 되고, 이를 v에 관해 정리 하면, 에 의해 유속을 구할 수 있다.

키워드

유체,   매틀랩,   c언어,   수치 해석,   항력,   후류 ,   Calibration