6.강제와류와자유와류예비보고서

목차

1.실험목적
2.이론적 배경
3.실험장치
4.실험절차
5.실험결과 분석

본문내용

1.실험목적
일상생활 속에서 조금만 관심을 가지면 볼 수 있는 현상중의 하나로 와류 현상을 들을 수 있다. 특히 자유와류(free vortex)는 욕조에서 물이 빠져 나가면서 일으키는 현상, 대기현상 중에서 회오리바람이나 태풍 등의 현상에서 볼 수 있다. 이러한 와류현상을 와류 시험기를 이용하여 관찰하고 와류 흐름의 기본 개념을 이해하고 그 흐름상태를 연구하는데 본 실험의 목적이 있다. 가장 기본적인 와류 현상으로 강제와류와 자유와류가 있으며 본 실험에서는 이 두 가지 종류의 와류를 실험하여 실험치와 이론치를 비교함으로써 와류의 기본 개념을 정확하게 이해하는데 목적이 있다.

2.이론적 배경

1)강제와류(forced vortex)
강제와류가 발생하는 동안에는 강제와류가 발생한 모든 물 입자가 중심축을 기준으로 하여 똑같은 각속도를 가진다고 가정한다. 여기서 강제와류현상시의 각속도는 다음과 같다.

<중 략>

강제와류 실험시 다음의 결과표를 작성한다. 실험은 회전수를 변경시켜가며 수행하여 되도록 많은 케이스의 실험을 하도록 한다.
◆실험 결과표를 이용하여 실험을 하여 얻은 강제와류의 수심과 계산된 수심을 그래프를 그려 비교 분석한다.
◆강제 와류시에 자유수면에서의 조그마한 물체(와도계)를 올려 놓고 물의 흐름특성을 파악하고 사진으로 촬영한다.
2)자유와류
◆반지름과 수위간의 그래프를 그려서 실제 측정된 자유와류의 형상과 계산된 형상을 비교한다.
◆실험치와 계산치가 차이가 난다면 차이가 나는 이유를 고찰한다.
◆자유 수면에서의 조그마한 물체(와도계)를 올려 놓고 물의 흐름특성을 파악하고 사진으로 촬영한다.

참고 자료

환경수리학 홈페이지: ehlab.re.kr
Street, R.L., Watters, G.Z., and Vennard, J.K., 1996, Elementary Fluid Mechanics, 7th Ed. J.Wiley & Sons, New York, N.Y.