경계층유동실험과 결과 분석

소개글

경계층유동실험과 결과 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. data sheet 작성

3. 그래프

4. 압력구배 유무에 따른 차이점

5. 이론값과 비교

6. 고찰

본문내용

주기 때문에 경계층이 두꺼워 지는 것이다. 그리고 압력구배가 없을 경우에는 자유유동에 영향을 미치지 않고 유체가 흐르게 된다. 또한 일반적으로 유체가 고체 표면 위로 흐르면 점착 조건에 의하여 표면 가까이의 얇은 영역에서 큰 속도 구배가 발생한다는 것을 알고 있다. 유동이 하류로 진행할 수록 이 경계층의 두께는 증가한다. 왜냐하면 속도가 느린 유체의 층들이 빠른 충돌에 마찰력을 가하고 또 점점 더 많은 유체가 점성응력에 의하여 감속되기 때문이다. 즉 유동이 하류에서 속도가 줄어들어 경계층이 두꺼워 지듯이 압력구배를 통한 감속역시 같은 결과를 가져온다. 결론적으로 자유유동이 가속 또는 감속되면 경계층 중대한 영향을 미치게 되고 가속하려면 유동방향으로 의 압력이 강화되는 것이다.
5. 이론값과 비교
① 압력구배가 없는 매끈한 평판에서의 측정값과 이론값 비교 그래프
② 그래프 분석
-실제 측정값과 이론값을 비교해 본 결과 둘의 그래프 양상은 거의 일치하지만 측정값을 y축 방향으로 +0.25만큼 평행이동 시킨 것만큼 차이가 났다. 이는 다음 과 같은 오차가 있었을 것이다.
※오차요인
㉠ 이론식의 값은 매끈한 평판이라고 가정을 했다.
㉡ 레이놀즈수를 계산하면서 오차가 발생했을 것이다.
6. 고찰
이 번 실험은 피토관을 사용하여 4가지의 조건 즉, 압력구배 유무, 매끄러운 표면 과 거친 표면에 따른 난류 경계층을 측정하고 이를 매끈한 평판에서의 이론값과 비교해 보는 실험이었다. 실험에 앞서 간단하게 실험 장치에 대한 설명과 측정방 법 그리고 여기에 사용된 이론들에 대해 학습을 하였고 피토관 실험에서는 간단한 마이크로미터로 피토관의 위치를 조정을 하였다. 처음에 압력 게이지 눈금이 위 아래로 고정되지 않아서 눈금을 읽는데 애를 먹었는데 차츰 익숙해졌고 난류 유동 의 특성 때문이라는 사실을 조교님의 설명을 통해 알 수 있었다. 그리고 리포트를 쓰면서 실험에서 측정한 값에 의한 두께의 측정 시 대기압에 대한 값을 감안 해야 하는지 아니면 그냥 놔두고 계산해야하는지 그리고 난류 영역의 배재두께의 근사 계산의 유도에 관해서도 정확히 알 수가 없었다. 유체역학을 배운지 오래되어서 문제에 잘못 접근 했을 수도 있을 것이다. 하지만 u/U(1-u/U)의 적분값이 바로 경계층 두께이기 때문에 경계층의 두께 값은 틀리지 않았을 것이다. 데이터 값을 구하기 위해 유체역학 책을 통해 난류흐름에 대해 보다 더 자세하게 알 수 있었 다.

키워드

압력구배,   매끈한면,   거친면,   표면조도,   피토관