유체공학실험:외부유동 (풍동실험)

1. 실험 목적
유체의 운동을 나타내는 운동방정식은 매우 복잡하기 때문에, 한정된 경우외에는 해석적인 해를 구하기 힘들다. 예들 들어 자동차나 항공기가 공기 중을 운동할 때 그 주위의 유동정보를 해석적으로 상세히 구할 수가 없다. 이때 실험적인 방법으로 물체 주위의 유동정보를 구하고자 할 때 풍동실험을 수행한다. 본 실험에서는 원통주위의 압력과 속도분포를 구하고, 항력을 추에 의한 측정법을 적용하여, 원기둥의 각도 변환에 따른 항력을 측정한다.

2. 실험 관련 이론
가. 추에 의한 항력 측정법

위 그림1에서 곡선의 표면 위의 한점 A에서 유체의 영향은 표면에 수직으로 작용하는 압력 P와 표면에 작용하는 전단력 τ의 두 성분으로 분해할 수 있다. 유선에 접근하는 전압 와 절대압력 와의 관계에서 이고, 상류 속도를 U, 유체의 밀도를 ρ라 하면 교란되지 않은 유선