공학실험 - 항력계수 측정

목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 이론 및 해석

Ⅲ. 실험 장비 및 실험 방법

Ⅳ. 실험 결과

Ⅴ. 고 찰

본문내용

951
13
0.26
15.7
9
15
3
12
6.7
1.7910
-2.2078
15
0.3
15.7
9
15.4
3
12.4
6.7
1.8507
-2.4253
17
0.34
15.7
9
15.6
3
12.6
6.7
1.8806
-2.5366
19
0.38
15.7
9
15.6
3
12.6
6.7
1.8806
-2.5366
25
0.5
15.7
9
15.5
3
12.5
6.7
1.8657
-2.4807
35
0.7
15.7
9
15.5
3
12.5
6.7
1.8657
-2.4807
45
0.9
15.7
9
14.6
3
11.6
6.7
1.7313
-1.9975
48
0.96
15.7
9
7.8
3
4.8
6.7
0.7164
0.4867
49
0.98
15.7
9
7.7
3
4.7
6.7
0.7015
0.5079
50
1
15.7
9
7.7
3
4.7
6.7
0.7015
0.5079
0
0
15.5
8.8
10.1
7.4
2.7
6.7
0.4030
0.8376
-1
-0.02
15.6
8.8
9.9
7.5
2.4
6.8
0.3529
0.8754
-3
-0.06
15.5
8.6
9.7
7.5
2.2
6.9
0.3188
0.8983
-5
-0.1
15.6
8.6
9.8
7.5
2.3
7
0.3286
0.8920
-7
-0.14
15.6
8.7
10.2
7.5
2.7
6.9
0.3913
0.8469
-9
-0.18
15.5
8.7
10.6
7.5
3.1
6.8
0.4559
0.7922
-11
-0.22
15.5
8.6
11.5
7.4
4.1
6.9
0.5942
0.6469
-13
-0.26
15.5
8.6
12.2
7.4
4.8
6.9
0.6957
0.5161
-15
-0.3
15.5
8.6
13
7.4
5.6
6.9
0.8116
0.3413
-17
-0.34
15.4
8.5
14
7.4
6.6
6.9
0.9565
0.0851
-19
-0.38
15.4
8.6
14.7
7.4
7.3
6.8
1.0735
-0.1525
-25
-0.5
15.4
8.5
15.2
7.4
7.8
6.9
1.1304
-0.2779
-35
-0.7
15.4
8.5
15.3
7.4
7.9
6.9
1.1449
-0.3109
-45
-0.9
15.4
8.5
15.3
7.4
7.9
6.9
1.1449
-0.3109
-48
-0.96
15.4
8.5
15.3
7.4
7.9
6.9
1.1449
-0.3109
-49
-0.98
15.4
8.6
15.2
7.4
7.8
6.8
1.1471
-0.3157
-50
-1
15.4
8.5
15
7.4
7.6
6.9
1.1014
-0.2132
② Velocity Traverse in Wake of Cylinder
2. CD(항력 계수) 구하기
1) 추에 의한 항력 측정 방법
① 실험 값
② 이론 값
2) 원기둥의 각도 변화에 따른 항력 측정 방법
① 실험 값
(수치해석 엑셀 이용 적분)
② 이론 값
3) 후류에서 속고 분포에 의한 항력 측정 방법
① 실험 값
(수치해석 엑셀 이용 적분)
② 이론 값
Ⅴ. 고 찰
이번 실험은 세 가지 실험을 통해서 공기의 항력을 직접 측정해 보는 실험이었다. 시간관계상 2가지의 실험만 직접 해보고 하나는 실험데이터 값을 가지고 항력갑을 구하였다. 각각의 실험 데이터들로부터 구한 를 살펴보면 이론값과 약간의 차이가 있었다. 여러 가지 이유가 있다. 공기 같은 경우는 액체가 아니고 기체이기 때문에 비교적 가벼운 편의 유체이다. 바람이 세므로 난류가 형성되고 그래서 거리에 따라 공기의 흐름이 더 심하게 약해지고, 속도가 약간 다르게 되기 때문에 측정의 결과는 당연히 다르게 나올 수밖에 없다. 그래서 멀어질수록 값이 조금씩 커지는 것을 확인할 수 있다.
이번 실험은 불안정한 흐름의 공기로 측정한 것이라, 압력의 게이지가 딱 멈춰 있는 것이 아니라 계속 위아래로 진동을 했기 때문이다. 기계가 정확하게 측정하는 것이 아니라 사람이 하는 일이라 마노미터를 정확하게 읽을 수는 없었다. 이 실험은 3가지의 역할 분담을 하여서 하게 되었는데 내가 마노미터를 읽는 것이었다. 실험값이 어는 한 곳에 있지 않고 위 아래로 자꾸 움직이기 때문에 정확한 값을 구하기는 힘들었다. 여기에서 가장 큰 오차가 발생했을 것이다. 그리고 또한 각도를 잴 때와 눈금자로 거리를 잴 때도 정확하지 않았을 것이다. 또 다른 이유로는 기계에 의한 오차이다. 측정기계가 사용함 횟수가 증가함에 따라 약간의 부정확성도 있겠고 그리고 측정기계에 이물지리 끼어서 실험값에 차이를 주었을 것이다. 이러한 오차를 줄이기 위해서는 먼저 모든 실험을 전자장치에 의해서 모든 실험값을 기계 자체가 인식하도록 하여야 할 것이다. 기계의 오차도 있겠지만 그래도 인간이 하는 것 보다는 조금 더 객관적일 것이다.
2학년때 유체역학을 명현국 교수님께 배우면서 항력이 어떤 것이라고 배우긴 했지만 머릿속에 깊게 남지는 못했다. 하지만 이번 실험을 통해서 항력을 직접 측정해 보고 관련이론들을 살펴보면서 항력에 대해서 조금이나마 더 많이 알게 되었다. 항력은 우리 실생활에 아주 근접해있다. 비행기와 자동차가 그 대표적 예이다. 비행기나 자동차가 앞으로 나아 갈 때는 공기의 저항을 받게 되는데, 이때 추진력이 항력보다 더 강해야만, 양력을 얻을 수 있다. 비행기는 하늘위에서 운행되기 때문에 추진력이 항력보다 약하게 되면 비행기는 추락하게 될 것이다. 이만큼 항력에 대한 연구는 아주 중요하다. 비행기나 자동차가 항력을 피해서 더 효율적으로 운행될 수 있도록 하는 것이 우리 기계공학도들의 과제이다.
그전에 내가 알고 있던 항력은 물체가 유체 내에서 운동할 때 받는 저항력과 두 물체가 접촉하면서 움직일 때 접촉면에 작용하는 힘이라는 것 뿐이었다. 하지만 이번 실험을 통해 항력이 자동차와 비행기에 어떠한 영향을 미치고 있는지 그리고 우리가 어떤 방향을 더 연구해야 하는지 알수 있는 아주 유익하 실험이었다. 조교님 말대로 나중에 취업 준비하는데 있어서 따로 공부할 필요 없이 이번 실험을 통해서 많은 것을 배울 수 있는 좋은 실험이었다.

키워드

공기 항력측정,   유도항력,   압력 항력