광학기기를 이용한 속도측정 실험

목차

⊙실험목적

⊙실험장치 및 방법

⊙실험 결과 및 고찰

본문내용

199008
150
0.18028
0.03985
0.221045
155
0.18753
0.03659
0.195115
160
0.1949
0.03731
0.191432
고찰
RMS(Root Mean Square)
√u^2 을 나타내는 값으로써 이 값이 클수록 평균속도에서 편차가 크다는 것을 알수 있 다.
난류강도
RMS/평균속도 의 값으로써 난류강도가 클수록 섭동이 커지게 된다.
LDV의 초점을 수조의 가운데로 하는 이유
LDV는 두 레이져 빛이 교차하는 지점의 속도를 인식하게 되는데, 이 때 초점을 수조의 가운데로 잡게 된다. 그이유는 수조의 벽면에서는 벽에 의한 전단 응력이 발생하기 때문 에 정확한 속도를 측정할수 없기 때문이다.
⊙결론
(1)익형실험
익형 실험 데이터중 속도 그래프를 그려보면 익형의 직접적인 영향을 받는 부분인 17번째 부분의 그래프가 밑밑하게 속도가 낮아지는 모습을 볼수 있다. 이는 익형의chord length(D=16.5cm) 로부터 0.206D(3.3cm)만큼 아래에서 측정을 한 이번 실험이 익형과 너무 떨어진 곳에서 측정을 한 결과 익형에 의한 영향을 만족할 만큼 측정하지 못했음을 알수 있다. 오히려 9번째 부분의 속도가 상당히 증가하고 난류강도가 감소하는 모습을 볼수 있는데, 이는 이번 실험을 측정한 수조의 용량이 너무 작아서 펌프로 계속 물을 빨아 올리면서
실험을 했는데 이 펌프의 영향으로 물이 나오는 부분의 속도가 빨라지면서 실험에 큰 영향을 미친 것으로 볼수 있다. 또한 RMS 의 그래프를 관측해보면 값이 0.04부근으로 거의 일정한 편차를 볼수 있는데 이는 물의 내려가는 흐름 자체가 일정치가 않아 출렁거림이 생겨서 이다.
(2)실린더 실험
실린더의 데이터는 지름(D=4.8cm)로부터 0.687D(3.3cm) 만큼 아래에서 측정을 했는데, 익형의 데이터와 비교했을때 상당히 뚜렷한 결과를 보인다. 이는 익형이 수조의 위쪽에 설치 되어 물을 끌어올리는 영향을 직접적으로 많이 받았던데 비해, 실린더의 위치가 아래쪽에 있어서 영향을 거의 받지 않은 것으로 생각할수 있다.
속도 그래프를 보면 실린더의 중심이 위치한 17번째 부근의 속도가 가장 낮은 것을 알 수 있다. 실린더에 의한 경계층 박리로 인해 후류가 생기는 것을 나타내는 것임을 알 수 있다.
마지막으로 익형에 의한 결과와 실린더에 의한 결과를 비교해 보면 익형은 유체의 흐름에 상대적으로 큰 영향을 미치지 않는 반면에 실린더는 상대적으로 큰 영향을 미치는 것을 알수 있다. 이는 물체의 형상항력에 기인한 것으로 유선형으로 생긴 익형이 실린더에 비해 훨씬 적은 형상 항력을 갖는 것을 알 수 있다. 일반적으로 익형과 실린더의 형상 항력이 같으려면 실린더의 지름이 익형폭의 10분의1 정도 되어야 하는 것으로 알려져 있다.
⊙참고문헌
1.Frank M. White Fluid Mechanics
2.Bruce R. Munson Fundamentals of mechanics
3.http://phywe.co.kr
4.http://msong.chonbuk.co.kr

키워드

실험목적,   실험장치 및 방법,   LDV의 광학적 원리,   LDV의 종류,   실험 결과 및 고찰,   익형실험,   실린더 실험