양향력 실험 결과보고서

목차

1. 실험결과
2. 요약
3. 참고문헌

본문내용

▶ 결과 그래프 설명

※(-힘은 방향을 의미하므로 항력계수에 절대값을 쓰워 그래프를 그렸습니다.

그래프를 보면 받음각에 따라 양력과 항력이 바뀐다는 것을 알 수 있다. 그중에서도 양력을 보면 받음각을 증가시키면 양력계수가 증가하다가 일정 각 이상부터는 역으로 감소하는 현상을 볼 수가 있다.

▶ 레이놀즈 변화에 따른 항력, 앙력계수 변화 설명

파이프나 관 등의 내에서의 유동영역(층류 또는 난류)은 Reynolds수에 의해 결정된다. 유량이 적을 때 즉, 낮은 Reynolds 수 일때는 유체가 층을 이루며 흐르는 층류가 되고, 유량이 일정량 이상 증가함에 따라 결국 불안정하게 되고 분열되어 관 전체에 걸쳐 불규칙하게 흩어지게 되는데 이것을 난류라한다.
즉, 일정한 레이놀즈 값 까지는 층류 이므로 안정된 양력이 발생하지만, 일정값 이상 레이놀즈 수가 커지게되면 흐름이 분산되어 양력이 감소하게된다.
▶ Stall(실속현상) 정의 및 본 실험에서의 관측여부 설명

Stall(실속현상) 이란 받음각을 일정각도 이상으로 증가시키면 공기 흐름의 분리가 생겨 항공기가 하강하려는 현상을 말한다. 이 실험에서의 그래프를 보면 양력이 계속 증가하다가 15° 즈음부터 감소하는 것을 발견할 수 있는데 이것이 바로 실속현상 때문이다.

4. 요약

풍동장치를 사용하여 위치에 따른 압력 변화를 살펴보고, 받음각에 따른 양력 및 향력을 계산하여, 물체 주위에 흐르는 유동에 의해 형성되는 외력에 대해 살펴보는 실험이었다. 양력을 한마디로 하면 비행기를 뜨게 해주는 힘이라고 할 수 있는데, 이러한 힘은 베르누이의 법칙을 통해 날개 윗부분과 날개 아랫부분의 유속의 차이로 인한 압력차이로 발생하는 원리라는 것을 알수 있었다.
또한, 주파수를 30Hz로 고정하고 받음각을 0°~20°까지 변화 시켜가며 수두의 눈금을 읽어 이를 통해 압력 및 양항력을 계산하였는데 결과를 보면 받음각이 증가함에 따라 양력과 항력이 증가하였고, 양력은 어느 받음각 이상을 넘어가면 오히려 역으로 감소하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 현상을 통해 stall(실속현상)에 대해 알게되었다.

참고 자료

Introduction to Fluid Mechanics 7th Edition (Fox, Pritchard, McDonald 저자)