[기계항공공학 실험] 속도실험

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목차: 1. 300개의 velocity field 데이터를 time-averaging하여 이를 vector 표시로 plot하라.

2. 1번에서 구한 속도장으로 mean recirculation region(wake bubble)의 길이를 구하라. (Grid보다 작은 값은 interpolation을 해야 함.) 그리고 이 값의 의미를 설명하라.

3. 를 계산하라. ()

4. Time-averaging된 velocity-field의 데이터를 이용해 vorticity-field를 구하여 contour형식으로 plot하고, 이 결과를 순간속도장의 vorticity field와 비교 토의 하라.

5. Time-averaging된 velocity field의 데이터를 이용해 streamline을 구하여 plot하고, 이 결과를 순간 속도장의 streamline과 비교 토의하라.

6. 3번에서 구한 Re의 값으로 이 유동이 Laminar인지 Turbulent인지 판별하고, 4번,5번에서 구한 데이터와 다른 논문에서 제시하는 데이터를 비교 토의하라.

본문내용: 1. 300개의 velocity field 데이터를 time-averaging하여 이를 vector 표시로 plot하라.
< Time-averaging이라 함은 16.7ms 간격으로 시간 순서대로 받은 데이터를 동일한 point에 대해서 averaging하는 것을 의미한다. >

Matlab을 이용하여 300개의 속도장 데이터 파일(*.vec)을 불러들이고, 행렬 연산을 통해 time-averaged velocity vector field를 구한다. 이를 구하기 위해 짜여진 Matlab 코드는 다음과 같다.

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

clear all;

% 평균값을 구하기 위한 행열 연산에 사용될 변수들을 0행열로 생성한다.
sum_u = zeros(841,1);
sum_v = zeros(841,1);
average_u = zeros(841,1);
average_v = zeros(841,1);

% 아래 3개의 for문을 통해 총 300개의 속도장 데이터를 읽어들이고, 각각의 파일을
% 읽음과 동시에 상기 선언된 변수(sum_u, sum_v) 위로 누적 합계를 덮어쓰면서 300
% 프레임의 속도 벡터 총합을 구한다.
for i = 1:9
filename = strcat('2조000',int2str(i),'.vec');
[x y u v null] = textread(filename,'%f%f%f%f%f','headerlines',7);
sum_u = sum_u + u;
sum_v = sum_v + v;

참고문헌: 두산 세계 대백과 Encyber
Frank M. White, "Fluid Mechanics", McGraw Hill, p.24 (1999)
유체역학, Yungas A.CENGEL; 김내현, 한국맥그로힐 , 2005
길잡이 열전달의 기초, 김찬중, 문운당
벽면이 원형실린더 후류의 보텍스 쉐딩에 미치는 영향(논문/2005), 권우성, 서울대학교 공과대학 기계항공공학부
Matlab 입문과 활용, 김용수, 높이깊이
Matlab(The Language of Technical Computing), The Math Works

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