[기계항공공학실험] 압력실험
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- 목차
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목 차
1. 본 실험에서의 레이놀즈수를 구하시오.
1) 밀도보정식을 이용한 밀도 구하기
2) (점성도) 구하기
3) V(공기의 속도 구하기)
4) L = 0.11m
5) Re를 구하기
2. NACA0012 에어포일의 형상과 압력탭의 좌표값을 구하시오
1) 에어포일의 형상
2) 압력탭의 좌표값
3. 받음각에 대한 익형의 압력값을 측정하고 0도를 기준으로 데이터를 보정하시오
1) 실험조건
2) 계산 및 보정 과정
3) 계산 결과
(1) 0°
(2) -5°
(3) 14°
4. 3에서 얻어진 데이터를 통해 받음각에 대한 압력계수를 구하고 plot하시오.
(1) 받음각이 0°일 때
(2) 받음각이 -5°일 때
(3) 받음각이 14°일 때
Note:
5. 받음각에 대한 후류속도값을 측정하고, 0도를 기준으로 데이터를 보정하시오.
1) 문제 해결에 대한 고찰
6. 4,5에서 구한 데이터를 이용하여 양력, 항력, 피칭모멘트를 구하고 무차원계수를 구하시오.
1) 피토튜브를 이용해서 구한 압력분포를 근거로 구하는 방법
(1) CFy, CFx와 CM 구하기
(2) CL, CD 구하기
(3)L과 D 구하기
2)후류 속도를 이용한 Drag 측정
3)데이터 비교
(1) 압력으로 구한 Drag와 후류속도로 구한 Drag 비교
(2) AOA에 따른 CL, CD, CM 비교
7. Reference
- 본문내용
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2) 계산 및 보정 과정
(1) Manometer의 높이 차이와 Pair-Pb = (ρwater-ρair)gΔh 식을 이용하여 원하는 Pb를 구할 수 있다.( ρwater>>ρair이므로 ρair 는 무시할 수 있다. )
(2) Air Foil의 위쪽에 위치한 Pitot tube가 위쪽 탭이 정확한 압력을 측정하는 데 방해요인이 되므로 이에 대한 보정이 필요하다. 따라서 Air Foil에 각도가 0도 일때 위 아래의 압력 값이 Symmetric이 되어야 하는 점을 이용하여 보정을 한다.
(3) Air Foil이 0도 일때의 아래쪽 탭(짝수번호)들의 압력 값을 기준으로 하여 같은 x좌표의 위쪽 탭(홀수번호)의 압력값을 아래쪽 탭의 그것과 동일하게 맞춰준 후 그 값을 다른 각도 실험에서도 동일하게 적용시키는 방법으로 보정을 하였다.
Note:
① : 받음각이 0°일 때는 에어포일 NACA0012의 형상이 대칭형이기 때문에, 문제 3-2) -(2)에서 언급했듯이, 압력 차를 같게 보정하였으므로, U.S.에 대한 - Graph와 L.S.에 대한 - Graph가 서로 일치함을 알 수 있다.
② : 받음각이 -5°일 때는 L.S.에 대한 가 U.S.에 대한 보다 더 작다. 이는 받음각이 음수로 되어있어 양력이 아랫방향으로 작용한다는 것을 뜻한다.
③ : 받음각이 10°일 때는 L.S.에 대한 가 U.S.에 대한 보다 더 큰데 이는 받음각이 양수로 되어있어 양력이 윗방향으로 작용한다는 것을 뜻한다.
다음 식은 압력계수와 양력계수(Lift Coefficient)의 관계를 나타내는 식이다.
http://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_coefficient
는 L.S.에 대한 압력계수를 는 U.S.에 대한 압력계수를 뜻한다. LE는 앞전, TE 는 뒷전을 뜻한다. 즉 양력계수는 L.S.에 대한 압력계수와 U.S.에 대한 압력계수의 차 이를 LE에서 TE까지 적분한 값을 나타낸다. 받음각이 양수이면 이 보다 더 크 므로 양수가 나와 위쪽으로 이동하며 받음각이 음수이면 가 보다 작아 음수가 나와 아래쪽으로 이동한다.
- 참고문헌
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http://www.aerospaceweb.org/question/airfoils/q0041.shtml
http://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_coefficient
실험 매뉴얼
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