[유체역학 실험] 풍동 실험 : 풍동 실험을 통해 익형 주변의 유동특성을 알아본다.

소개글

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목차

1. 실험의 목적 : 풍동 실험을 통해 익형 주변의 유동특성을 알아본다.

2. 기초 이론
　1) 압력계수(Cp)　
　2) 양력계수
　3) 항력계수
　4) 실속(Stall)

3. 실험방법

4. 실험결과
　1) Inlet Velocity
　2) 압력표
　3) 압력계수표
　4) 압력계수 Graph

5. 분석 및 고찰

본문내용

.08
-2.97
-2.07
-1.75
-1.43
-1.27
3) 압력계수표

4) 압력계수 Graph
5. 분석 및 고찰
이번 실험은 풍동에서 입사각에 따른 익형 주변의 유체 압력 변화와 그것에 따른 압력 계수를 구하고 유체 유동의 특성을 알아보는 것이 목적이다.
실험에 앞서 가정을 하였는데 Air foil 의 윗면과 아랫면을 측정해야 하지만 실험기의 특성상 아래쪽의 압력을 잴수가 없어서 그 대안으로 Air foil이 대칭인 점을 감안하여 각도를 대칭되게 측정하였다. 아래 위 상하좌우를 돌려보면, 같은 위치를 나타내므로 문제가 될 건 없었다. 이렇게하여 각 위치에서의 Cp를 계산하고, 그래프로 나타내었더니,
위와 같이 나왔다. 이론상으로 보면, 각도가 증가함에 따라 밑면에 양력을 많이 받지만
동시에, seperation 현상에 따른 stall이 일어나 전체적으로 보면 압력이 떨어지게 된다.
이 현상이 생기기 시작하는 임계각이 15° 안팎이다.
이 이론과 실험그래프를 비교해 볼 때 대체로 이론과 맞아떨어진 것 같다. 10°와 -10°의 그래프를 보면, 음의 각도가 실제 양의 각도에서 air foil의 밑면이므로 두 개의 그래프를 비교 했을때 밑면에 더 많은 압력이 생기고 따라서 양력이 발생할 것이라는 추측을 할 수 있게 해준다. 5°와 -5°도 마찬가지이다. 하지만 10°와5°의 그래프를 비교했을 때, 각도가 클 수록 더 많은 양력이 발생한다는 사실을 알 수 있어, 15°의 임계각에 도달하기 전 까지는 각도가 증가 할수록 양력이 증가한다는 이론도
추가로 확인할 수 있다.
오차의 원인으로는
첫째, Airfoil이 잘 고정되어 있지 않아서 바람이 통과할 때 Airfoil이 좌우로 약간 흔들리는 것을 볼 수 있었다.
둘째, 흡입되는 공기가 안정되지 않고 불규칙적으로 흡입이 되었던것 같다.
셋째, 받음각을 설정할 때 기계에 의한 자동이 아닌 직접 손으로 각을 맞추고 눈으로
측정했기 때문에 정확한 실험 측정값을 얻기 힘들었다.
넷째, 측정치의 변동이 심해 10초간의 데이터를 평균내어 사용했는데, 그 시간이 더욱
길었다면 좀 더 정밀한 데이터를 얻을 수 있었을 것이다.
6. 참고문헌
Frank M.White, Fluid Mechanics 5th, pp.451, 2003.
유체역학 R.W. Fox / A.T. McDonald Wiley p280
유체역학 Donald F.Young p480

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유체역학 실험,   풍동 실험,   유동특성,   풍동,   항력계수,   풍동실험,   양력계수