속도실험 레포트
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- 목차
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1. Introduction
(1) 실험 목적
(2) 배경 이론
2. 실험 결과
⑴ Velocity field
⑵ Reynolds Number (D=5mm, T=293K)
⑶ Vorticity field
3. Discussion
4. 참조 문헌
- 본문내용
-
⑵ Reynolds Number (D=5mm, T=293K)
Free stream velocity에 가장 가까운 값을 구하기 위해서 y = -12.1992에서의 속도를 택하였다. 이 지점은 실린더와의 거리가 있기 때문에 vortex가 거의 무시되고free stream으로 생각할 수 있다.
x 방향 속도(m/s) y 방향 속도(m/s)
0.009274 -0.000438
0.009873 -0.000280
0.010042 -0.000272
0.010072 -0.000095
0.010104 -0.000093
0.010115 0.000030
0.010026 0.000050
0.009903 0.000128
0.009969 0.000310
0.009802 0.000334
0.009690 0.000612
0.009726 0.000554
0.009633 0.000569
0.009494 0.000591
평균 0.009837 평균 0.000143
속도 :
=
⑶ Vorticity field
* Vorticity Field
실린더 후미에서 한쌍의 와류가 발생하고 있음을 알 수 있다. 이는 레이놀즈 수가 50일 때의 현상과 일치한다.
( + : 시계방향의 와류, - : 시계반대방향의 와류)
* 순간 속도장의Vorticity Field
* time-averaged velocity를 이용해 구한 vorticity field와 비교해 보면 많은 오차가 발생하였음을 알 수 있다.
3. Discussion
이번 실험은 PIV를 이용하여 실린더 후류의 velocity field의 측정하는 것이다. 즉, 짧은 시간에 많은 사진을 찍어서 그 사진들 속의 입자들의 이동을 통해 유체의 속도를 알아내는 것이다. 이 실험이 정확하게 이루어지기 위해서는 일단 좋은 레이저와 고속 카메라가 필요하다. 하지만 이번 실험에서는 장비의 제한이 어느 정도 있으므로 60Hz의 카메라를 사용하여, 301장의 사진을 찍었다. 301장의 사진을 찍은 후, 인접한 사진끼리 velocity를 구하여 총 300개의 velocity field 데이터 파일을 만들었다. 이 데이터 파일을 사용하여 유동을 분석하였다.
레이놀즈 수를 계산할 때 원래는 무한원통에서 상류속도V를 사용해야 하지만, 실제로는 그렇지 못하기 때문에 속도를 time-averaging velocity field에서 free stream velocity에 가장 가까운 값인 y = -12.1992 의 값을 이용하였다. 그 이유는 y = -12.1992일 때의 속도가 가장 free stream의 속도와 비슷하기 때문이다. 이 때의 속도는 실린더로부터 충분한 거리가 있기 때문에 vortex의 영향이 거의 없는 free stream으로 볼 수 있기 때문이다.
레이놀즈 수는 약 50이 나왔다. 따라서 실린더 후류에서 한 쌍의 와류가 발생하게 되며, 이는 vorticity field를 보면 알 수 있다. 실린더 후류에서 한 쌍의 와류가 발생함을 눈으로 확인할 수 있다.
여기서time-averaged velocity를 이
- 참고문헌
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Fluid Mechanics 4th Edition, Frank M. White, McGraw Hill
길잡이 열전달의 기초, 김찬중, 문운당
MATLAB 공학 응용, William J. Palm III, McGraw Hill
MATLAB을 이용한 수치해석 및 그래픽, Shoichiro Nakamura, 아진
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