기체 유량 변화에 따른 항력 계수 측정

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experiment
4. Result
5. Conclusion
6. References

본문내용

1. Abstract
항력(drag force)이란 물체의 이동을 방해(저항)하는, 혹은 공기의 이동을 방해하는 공기역학적 힘을 의미한다. 항력은 역학적 힘이며 고체부분이 유동체(liquid, gas)와 만나고 상호작용을 하면서 발생한다. 항력은 유동체와 동체의 속도 차이에 의해 발생되는데 물체와 유동체 사이에 운동이 있어야 한다. 만약, 움직임이 없다면 항력이 존재할 수 없다. 물체가 정적인 유동체를 통과하든 유동체가 정적인 물체를 지나흐르든 차이가 없다. 항력은 힘이므로 세기와 방향 모두 있는 벡터 질량이 존재한다.
즉, 항력(drag force)은 고체 물체가 유체 안에서 일정한 속도로 이동할 때, 또는 정지해 있는 고체 물체 주위에 일정한 속도의 유체 흐름이 있을 때 액체가 고체 물체에 작용하는 힘이다. 여기서 일정한 속도라는 점이 중요하다. 왜냐면, 일정한 속도가 아닌 가속의 효과가 있을 때는 added mass force와 history force가 추가로 작용하기 때문이다.

- 마찰 항력(friction drag) : 물체의 표면을 공기가 흐를 때 공기의 점성으로 인하여 물체표면에 마찰력이 작용한다. 이러한 마찰력에 의해 발생한 항력을 마찰 항력 이라고 하는데 항공기의 날개가 거칠수록 마찰항력이 커진다.
- 압력 항력(pressure drag) : 유선형과 같이 유선이 물체의 표면에 따라서 층류를 이룰 때에는 크게 발생하지 않으나 공과 같이 뒷부분이 잘린 형태라든지 날개의 받음각이 커질 때, 기류가 물체에서 이탈하여 난류가 되어, 압력이 부압이 되어 물체를 뒤로 잡아당기게 되는 현상이 일어난다. 이러한 현상으로 발생된 항력을 압력 항력이라 한다.

2. Introduction
항력(drag force)은 물체 주위로 유체가 흐름으로써 나타나는 일종의 마찰력이다. 이번 실험에서 알아내야 되는 항력 계수(drag coefficient, )와 항력 와의 관계는 다음 식으로 설명할 수 있다.

참고 자료

화공유체역학, 건국대학교 화학공학과
R. Byson Bird외, 『Transport Phenomena』. wiley.
http://www.pipeflowcalculations.com/reynolds/
http://ko.wikipedia.org/wiki/
http://sdolnote.tistory.com/entry/Drag
http://terms.naver.com/
http://www.scienceall.com/category/study-2/