풍동 실험
실험 목적
외부 유동(풍동) 실험은 유체 중에 잠겨 있는 물체 둘레에서의 유동 양식 (익형, 실린더, 구 또는 평판 등을 지나는 유동), 물체에 작용하는 양력과 항력 ( 운동에 대한 저항), 그리고 유체가 물체의 둘레를 지날 때 그속에서 발생하는 점성작용의 양식을 알아보고자 하는 실험이다. 예를 들어 비행기, 자동차 등이 움직일 때, 정적 지지물이 받는 저항 (건물이나 다리 등)은 공기로부터 직접적인 저항을 받게 된다. 본 실험에서는 아음속 풍동 (음속보다 낮은 저속의 유동을 실험)을 통해서 풍동 내부의 유동 특성 및 물체 주위의 압력 분포 등을 측정, 풍동 실험에 관한 기본적인 사항을 익히고자 한다.
이론 및 원리
풍동은 공기가 흐르는 현상이나 공기의 흐름이 물체에 미치는 힘 또는 흐름 속에 있는 물체의 운동 등을 조사하기 위해 인공적으로 공기가 흐르도록 만든 장치이다. 항공기용의 경우, 실물과 비슷한 모형이나 실물을 이용하여 비행기가 받는 공기력, 모멘트 등을 실험적으로 측정한다. 보통의 풍동에서는 기류를 순환시켜 연속적인 흐름을 만드는데, 또 측정부의 측정 방법에 따라 폐쇄식과 개방식으로 나눈다. 풍동 실험은 실물을 사용하여 직접 측정하는 것에 비하여 소형의 모형을 사용할 경우에는 모형을 계통적으로 변화시켜 측정 결과를 해석할 수 있으므로 비용이 적게 들고, 쉽고 안전하게 실험을 할 수 있는 장점이 있다. 그러나 모형과 실물 사이의 크기의 차, 속도의 차 등 여러 측정량의 차이가 측정 결과에 큰 영향을 미치므로 실험 결과가 때때로 실물에 의한 실험 결과와 다른 경우가 있으므로 측정 결과를 해석할 때 신중히 고려할 필요가 있다. 이 때문에 충동 내의 압력을 높이기도 하고, 밀도가 큰 기체를 사용하거나 실물을 넣을 만큼은 큰 풍동을 건설 하기도 한다.
풍동
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2014.06.19
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