[기계항공공학실험] 속도실험
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- 목차
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목 차
1.300개의 velocity field 데이터를 Time-averaging하여 이를 vector표시로 plot하라. <Time-averaging이라 함은 16.7ms 간격으로 시간 순서대로 받은 데이터를 동일한 point에 대해서 averaging하는 것을 의미한다.>
2. 1번에서 구한 속도 장으로 Mean recirculation region(Wake bubble)의 길이를 구하라.(Grid보다 작은 값은 Interpolation을 해야 함.) 그리고 이 값의 의미를 설명하라.
-Wake bubble의 의미
3. Re를 계산하라.(D=5mm, T=293K) <속도는 Time-averaging된 velocity field에서 Free stream velocity에 가장 가까운 값을 선택한다. 이 값을 선택한 이유를 간략히 설명한다.>
4. Time-averaging된 velocity field의 데이터를 이용해 vorticity field를 구하여 contour 형식으로 plot하고, 이 결과를 순간 속도장의 vorticity field와 비교 토의하라.
4.1. Vortex
4.2. Time-averaging을 통한 vorticity field
4.3. 순간 속도장의 vorticity
4-4 matlab code
1)평균속도장의 vorticity
5. Time-averaging 된 velocity field의 데이터를 이용해 streamline을 구하여 plot하고, 이 결과를 순간 속도장의 streamline과 비교 토의하라.
6. 3번에서 구한 Re 값으로 이 유동이 Laminar인지 Turbulent인지 판별하고 4,5번에서 구한 데이터와 다른 논문에서 제시하는 데이터를 비교 토의하라.
7 . Reference
- 본문내용
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1.300개의 velocity field 데이터를 Time-averaging하여 이를 vector표시로 plot하라. <Time-averaging이라 함은 16.7ms 간격으로 시간 순서대로 받은 데이터를 동일한 point에 대해서 averaging하는 것을 의미한다.>
299장의 사진에서 vector processing을 통해 얻은 298개의 벡터장 데이터를 Matlab을 사용하여 각 포인트의 평균 속도를 구했다.
Matlab으로 정리한 데이터를 통해 실린더 후류에서 속도가 줄어드는 것을 확인할 수 있었고, time-averaging한 데이터로 plot해보니 실린더를 중심으로 상하 대칭인 것을 확인 할 수 있었다. 이를 통해 vortex가 상하 대칭으로 형성된다는 것도 알 수 있다.
Matlab 코드는 다음과 같다.
%Flag를 설정한다.
flag0=0;
%299개의 데이터에서 x, y, u, v를 각각 읽어낸다.
for count=2:1:300
filename=strcat(int2str(count), '.vec'); %파일 이름은 0001->1로 바꾸어주었다.
[x y u v empty] = textread(filename,'%f %f %f %f %f','headerlines',7);
if flag0==0
Sum_u=zeros(length(u),1);
Sum_v=zeros(length(v),1);
flag0=1;
end
Sum_u=Sum_u+u;
Sum_v=Sum_v+v;
end
%평균 속도를 구한다.
Avg_u=Sum_u./299;
Avg_v=Sum_v./299;
%Time Average 된 데이터를 time_average.txt 파일에 출력한다.
fid = fopen('time_average.txt', 'wt');
fprintf(fid, '%s\n', 'Time Average Data');
fprintf(fid, '%c\t\t\t%c\t\t\t%c\t\t\t%c\n', 'x','y','u','v');
for count=1:1:length(u)
fprintf(fid, '%f\t%f\t%f\t%f\n', x(count),y(count),Avg_u(count),Avg_v(count));
end
fclose(fid)
%Time Average된 데이터로 벡터장을 그린다.
quiver(x,y,Avg_u,Avg_v);
axis equal tight
- 참고문헌
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박강국, 「PIV 를 이용한 원형실린더 후류 유동에 관한 연구」, 서울대학교 대학원
성재용, 「Near-wake vortex motion behind a cylinder and its response to oscillatory flow by PIV measurements = PIV 계측에 의한 실린더 근접후류의 와류 거동 및 진동 유동에서의 응답 특성」, Seoul National University
두산세계대백과 Encyber
Frank M. White, Fluid Mechanics, Mc Graw Hill
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