경계층 측정 실험

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경계층 측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목 차

1. 실험의 목적

2. 실험 이론

3. 실험 방법

4. 실험 결과 정리 및 분석

5. 실험 결과 및 고찰

6. 참고문헌

본문내용

목 차
1. 실험의 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 실험 결과 정리 및 분석
5. 실험 결과 및 고찰
6. 참고문헌
1. 실험 목적
Solid Surface에서의 속도를 측정하여 Solid Surface의 Friction이 유동의 흐름에 미치는 영향을 알아본다. Air Bench의 Pitot Tube를 이용하여 Boundary Layer Velocity Profile을 얻고, Boundary Layer에 대한 이론을 실험을 통해 고찰해 본다.
2. 이론
(1) Boundary Layer
모든 유체는 점성을 가지고 있다. 점성을 가진 유체가 고체 표면을 흘러가면 유체 유동은 점착 조검(No Slip Condition)으로 인하여 고체 표면에서는 0의 속도를 갖고, 고체 표면에서 멀어질수록 유입속도 를 회복하는 속도 구배를 갖게 된다. 이는 유체가 가진 점성에 의한 것이며, 이 영역을 벗어나면 점성의 영향은 무시될 수 있다. 이러한 유체 점성으로 인해, 고체 표면의 영향을 받아 속도가 변하는 얇은 층을 경계층이라 한다. 경계층이라 한다. 경계층 밖에서는 점성의 영향을 받지 않는 구간으로 유입속도 를 갖게 된다.
경계층을 다음과 같이 표현한다.
에서
(2) 배제 두께와 운동량 두께
경계층의 가장자리 근처의 속도 는 자유 유동속도 에 접근적으로 가까워지므로 경계층 두께 는 가 에 “충분히 가까운” 지점의 거리로 정의된다. 유체의 속도 분포가 완만하면서도 점근적으로 자유 유동속도에 도달하기 때문에 경계층두께를 측정한다는 것은 어려운 일이다. 경계층 두께는 일반적인 정의는 다음과 같다.
에서
두 개의 다름 두께인 배제두께 와 운동량 두께는 는 다음과 같은 방법으로 정의된다.
그림2. 배제두께와 운동량 두께
◇ 배제 두께(Displacement Thickness)
배제 두께는 다음과 같이 정의된다.
정의된 식을 유도하는 과정은 점성력에 의한 질량유량 감소로부터 구해진다. 점성력에 의한 질량유량의 감소는 이다. 이

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