외부유동과 내부유동

소개글

외부유동과 내부유동

목차

외부유동과 내부유동
1) 내부 유동
2) 외부유동

상사 법칙
1) 기하학적 상사
2) 운동학적 상사
3) 역학적 상사

무차원수 (無次元數 dimensionless number)

레이놀즈수 (－數 Reynolds number)

본문내용

외부유동과 내부유동

고체면으로 완전히 둘러싸여 있는 유동을 내부유동 또는 덕트유동이라 하고, 경계없이 유체속에 잠겨 있는 물체 주위의 유동을 외부유동이라 한다. 내부유동과 외부유동은 모두 층류나 난류, 압축성이나 비압축성유동이 될 수 있다.
파이프를 통한 비압축성유동의 경우에, 유동의 특성은 Reynolds 수, Re = ρD/μ 라는 무차원변수값에 따라 결정된다. 여기서 ρ는 유체의 밀도이고, 는 평균유속, D는 파이프 직경, μ는 유체의 점성계수이다. 파이프유동은 Re ≤ 2300일 때 층류이고 그 값 이상에서는 난류이다. 외부유동은 경계없는 유체속에 잠겨 있는 물체 주위에서 일어난다. 반무한 평판상의 유동과 실린더 주위의 유동은 외부유동의 예이다. 경계층유동은 역시 층류이거나 난류일 수도 있다. 앞에서 언급한 층류와 난류유동에 대한 정의를 경계층유동에도 적용한다. 유동장의 세밀한 특성은 경계층이 층류인지 난류인지에 따라 아주 달라질 수 있다. 유체가 덕트를 완전히 채우지 않은 상태이어서 자유표면(free surface)이 일정한 압력을 받는 액체의 내부유동을 개수로 유동이라 한다. 강, 관개수로및 도수관에서의 유동은 개수로유동의 예들이다. 내부 압축성유동인 경우에, 초음속유동을 얻기 위해서는 적절한 덕트의 설계가 필요하다. 단면적이 변화하는 유동통로에서 유체성질의 변화는 초음속(M > 1)과 아음속(M < 1)에서 서로 다르게 나타난다. 마찬가지로 내부유동의 출구(예를 들면 노즐의 출구)에서 유동에 대한 경계조건도 두 경우 서로 다르다. 아음속유동으로 유츌될 때에는 노즐의 출구단면에서의 압력이 항상 주위압력과 같다. 음속유동(sonic flow)의 경우에는 노즐출구압력이 대기압보다 클 수도 있다. 초음속분사인 경우에는 노즐출구면에서의 압력이 주위압력보다 크거나 같거나 작을 수 있다.

참고 자료

없음