Microsoft PowerPoint - Chapter_01BW.ppt [호환 모드]

Similar documents
슬라이드 1

정역학및연습 : Ch. 1. Introduction 기계공학부최해진 School of Mechanical Engineering 강의소개 1-2 q 담당교수 : u 최해진 봅스트홀 226 호, ,

untitled

<4D F736F F F696E74202D2035BBF3C6F2C7FC5FBCF8BCF6B9B0C1FA2E BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

Microsoft PowerPoint - 7-Work and Energy.ppt

Microsoft PowerPoint - chapter4-2-web [호환 모드]

Microsoft PowerPoint - HydL_Ch4_Losses [호환 모드]

<4D F736F F F696E74202D20B0FCBCF6B7CEC0C720C1A4BBF3B7F9205BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

슬라이드 제목 없음

PowerPoint 프레젠테이션

Coriolis.hwp

2. 수치시뮤레이션 2.1 기본방정식과수치조건 기본방정식은 Navier-Stokes 방정식이며 FEM 수치기법으로이산화하여구조격자를만들어계산을수행하였다. k- 을사용한수송방정식은 t (ρε)+ (ρεu x i )= i x j [( μ+ μ t σ ε ) ε + C 1ε

Microsoft PowerPoint - Ch2-1평형1.ppt [호환 모드]

슬라이드 1

ePapyrus PDF Document

1 n dn dt = f v = 4 π m 2kT 3/ 2 v 2 mv exp 2kT 2 f v dfv = 0 v = 0, v = /// fv = max = 0 dv 2kT v p = m 1/ 2 vfvdv 0 2 2kT = = vav = v f dv π m

Microsoft Word - SDSw doc

歯기구학

Langmuir Micro Separated Flow Analysis using Langmuir Slip Boundary Condition

소성해석

- 관성력 inertia force 점성력 viscous force Re : Reynolds 수 ( 무차원수 ) : 유체의동점성계수 : 유체밀도 : 관로직경 : 유속 - 층류 : Re ( 또는 2320) - 천이영역 : - 난류 : - 상임계속도 (upper criti

슬라이드 1

2.2, Wm -2 K -1 Wm -2 K -2 m 2 () m 2 m 2 ( ) m -1 s, Wm -2 K -1 Wsm -3 K -1, Wm -2 K -1 Wm -2 K -2 Jm -3 K -1 Wm -2 K -1 Jm -2 K -1 sm -1 Jkg -1 K -1

Introduction Capillarity( ) (flow ceased) Capillary effect ( ) surface and colloid science, coalescence process,

2 장정수역학 ( 靜水力學 ) 압력 (pressure) - 정의 : 단위면적당작용하는힘 - 단위면적 (SI : 1m 2, 또는 1cm2 ) 당미치는압축응력 작용하는힘 Pa 면적 - 압력의단위 SI 단위 : Pa(pascal)=N/ m2, MPa Pa 공학단위 : kg

Microsoft PowerPoint - statics_Ch 5(1)-노트.ppt

인쇄본 - 10졸업논문_배세욱_강내탄도에 사용되는 Ergun식에 대한 수치적 보정연구_초록 수정.hwp

Microsoft PowerPoint - HydL_Ch3_Energy [호환 모드]

실험1.일차원 운동량 보존

슬라이드 제목 없음

116 제 2 발표장 (2 일금 ) 특별세션 - 고성능컴퓨팅 박근태 1, 최해천 1*, 최석호 2, 사용철 2, 권오경 3 ANALYSIS AND CONTROL OF TIP-LEAKAGE FLOW IN AN AXIAL FLOW FAN USING LARGE EDDY SI

Turbine Digital Flowmeter SEMI U+ 특징 PVC, PTFE, P.P, PVDF 등 다양한 재질 Size, 유량, Connection별 주문제작 정밀성, 내화학성이 우수 4~20mA, Alarm, 통신(RS485) 등 출력 제품과 Controll

Microsoft PowerPoint - Chapter 4 Biomechanics-이정찬.ppt [호환 모드]

슬라이드 제목 없음

PowerPoint 프레젠테이션

PowerPoint 프레젠테이션


4-Ç×°ø¿ìÁÖÀ̾߱â¨ç(30-39)

歯Trap관련.PDF

8Àå.hwp

SEMI U+

<303120C1A6B5CEC8A32D F696C20C1D6BAAFBFA1BCADC0C720C3FEB7F92E687770>

(1 일목 ) 제 3 발표장 47 수치기법 [I] 이은택 1, 안형택 2* SIMULATION ON FLOW PAST A CIRCULAR CYLINDER USING UNSTRUCTURED MESH BASED INCOMPRESSIBLE FLUID SOLVER(ULSAN3

화공열역학 교재 : 화학공학열역학 Introduction to Chem. Eng. Thermodynamics 7 th ed., J.M. Smith 외, McGraw-Hill

(Vacuum) Vacuum)? `Vacua` (1 ) Gas molecular/cm 3

<BCB3B0E8B0CBBBE72031C0E5202D204D4F4E4F C2E687770>

h 를대류열전달계수, 열전달계수, 혹은막컨덕턴스라고함 열전도계수와마찬가지로물체에따라다르지만열전도계수와다르게주변환경에따라급격히변하므로정확한측정이어렵다. 다시말해서, h 가알려져있는경우뉴턴의냉각법칙을통해서열손실을계산할수있다. 하지만, 열전달계수는여러인자, 즉유체의형태, 흐

Particle Image Velocimetry Chapter 1: Introduction

Microsoft Word - KSR2015S119

< C6AFC1FD28B0F1C7C1292E687770>

[ 물리 ] 과학고 R&E 결과보고서 유체내에서물체의마찰력에미치는 표면무늬에대한연구 연구기간 : ~ 연구책임자 : 홍순철 ( 울산대학교 ) 지도교사 : 김영미 ( 울산과학고 ) 참여학생 : 김형규 ( 울산과학고 ) 노준영 (

PowerPoint 프레젠테이션

82 제 1 발표장 (2 일금 ) CFD 응용 [V] 이남훈 1*, 류태광 2 NUMERICAL VERIFICATION OF SHAKE TABLE TEST FOR THE LIQUID STORAGE TANK N. Lee and T. Yoo 1.,.,,,.,. Baek e

<4D F736F F F696E74202D203428B8E9C0FB20B9D720C3BCC0FBC0FBBAD0292E BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

Microsoft PowerPoint - 5장

歯522박병호.PDF


Lecture2_FluidStatics

16<C624><D22C><ACFC><D0D0> <ACE0><B4F1><BB3C><B9AC><2160>_<BCF8><CC45>.pdf

소개.PDF

몰과원자량 1) 몰 원자, 분자, 이온과같이눈에보이지않는입자를셀때사용하는단위로서 1몰은 6.022X10 23 개의입자를가진다 (6.022X10 23 : 아보가드로수 ). 예를들어, 수소원자 1몰은 6.022X10 23 개의수소원자이다. 아보가드로의법칙 : 모든기체는같은

창의-열유체-3

공기중에서 낙하하는 물체의 운동 이론(교사용)

환경중잔류의약물질대사체분석방법확립에 관한연구 (Ⅱ) - 테트라사이클린계항생제 - 환경건강연구부화학물질연구과,,,,,, Ⅱ 2010

Microsoft PowerPoint 힘의과학-Week12-Chapter10(배포용) [호환 모드]

LIDAR와 영상 Data Fusion에 의한 건물 자동추출

<303020B8F1C2F72E687770>

저작자표시 - 비영리 - 변경금지 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 비영리. 귀하는이저작물을영리목적으로이용할

4.1 힘의모멘트 스칼라공식 4.1 힘의모멘트 스칼라공식 모멘트크기 (resultant moment) 2


교축 유량계를 이용한 유량측정

Version 3.0 SOP 24 이산화탄소 fugacity October 12, 2007 SOP 24 순수이산화탄소가스나공기중 이산화탄소의 fugacity 계산 1. 대상및적용분야 이절차는순수이산화탄소가스나공기에서이산화탄소의 fugacity 를계산하는 방법을다룬다.

전립선암발생률추정과관련요인분석 : The Korean Cancer Prevention Study-II (KCPS-II)

정역학 [Statics] 2017 학년도제 2 학기 김진오교수 교재 : F. P. Beer, E. R. Johnston, D. F. Mazurek Vector Mechanics for Engineers - STATICS, 11th edition in SI units M

Introductory Chemistry: Concepts & Connections 4th Edition by Charles H. Corwin

1.4 van der Waals 상태식 (a) 식의유도, 1873 P RT =, P = V m nrt P V RT a nrt n = -, P = - a V - b V V - nb V m 2 2 m 2 P' = nrt V - nb 부피의존성 ( 분자부피보정 ) 압력의존성

<4D F736F F F696E74202D20342EBFADBFAAC7D02D32B9FDC4A22E BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

<353920C0B1B1E2BFEB2DB0E6B0F1C0DCB1B320BBF3BACEB1B8C1B6C0C720C8DA2E687770>

PowerPoint 프레젠테이션

PJTROHMPCJPS.hwp

WOMA Pumps - Z Line

PowerPoint 프레젠테이션

= ``...(2011), , (.)''

GLHPS-D

Microsoft PowerPoint - solid_Ch 5(2)-(note)-수정본

Microsoft Word - kai1.doc

Microsoft Word - 4장_처짐각법.doc

슬라이드 1

(132~173)4단원-ok

Chapter 1 INTRODUCTION AND BASIC CONCEPTS

- 1 -

Introduction to Maxwell/ Mechanical Coupling

물의 증기압과 증발 엔탈피 실험 일자 : 2016년 1월 11일 (월) 공동실험자 : 이주찬, 이주찬 제 출 자 : 이주찬 실험 개요 I 실험 목적 온도에 따른 물의 증기압을 실험으로 측정한다. 측정 결과를 이용하여 물의 증발

산선생의 집입니다. 환영해요

냉동공조관련 단위


DBPIA-NURIMEDIA

주어진실험식은프란틀수 (Pr) 가 0.6 에서 100 사이의범위이고벽과유체사이에적당한온도차조건을갖는 유체가매끈한관내를흐르는완전히발달된난류유동에대하여유효하다. 이때유체의성질은평균유체 체적온도에서구한값이된다. 2 Gnielinski 는매끈한관내의난류유동에대해보다더좋은결과를

Microsoft PowerPoint - 흡수(1)_old.ppt [호환 모드]

최준.fm

Transcription:

제 장. 기본개념 Introduction and Basic concepts Prof. Byoung-Kwon Ahn bkahn@cnu.ac.kr ac kr http//fincl.cnu.ac.krcnu Dept. of Naval Architecture & Ocean Engineering College of Engineering, Chungnam National University. 역학의정의와구분 ) 역학 (Mechanics): 물체에작용하는힘과운동의관계를연구하는학문 ) 역학의구분 정역학 (Statics): ( 물체 ) 상호간의상대운동이없이정지또는등속운동하는물체에작용하는힘의평형관계를다루는역학 - 외력과내력과의관계와외력에의한반작용력을결정 ( 압력, 부력등 ) 운동학 (Kinematics): 운동하는물체의기하학적거동을다루는역학 운동을힘이나모멘트와관련시켜해석하지는않음 (geometry of motions) - 유동가시화 (Flow Visualization), 캠 (cam), 치차 (gear), 연결봉 (connecting rod) 등 3 운동역학 (Kinetics): 운동하는물체에작용하는힘과운동사이의관계를다루는역학 - Newton의운동법칙을적용하여물체의운동방정식을구하고해석함 동역학 (Dynamics) = Kinematics + Kinetics (deals with bodies in motion) 유체역학 (Fluid Mechanics) 은정지상태의유체를영의속도를갖는운동으로간주, 정역학을포함하여유체동역학 (Fluid Dynamics) 로부르기도함 Fluid Mechanics

. 유체 (FLUID) 의정의 ) 물질의구분과정의 ( 분자운동의관점 ) 고체 (Solid): 분자간의응집력이강해자유운동을할수없으며독립적인체적을유지하는물질 기체 (Gas): 분자간의거리가크고상대적으로운동에너지가크며독립적인체적을유지하지못하는물질 (molecules move at random): ex- 공기 (Air) 3 액체 (Liquid): 기체에비해분자가거리가짧고운동에너지가작으며정형의용기속에서체적을유지하는물질 (makes free surface): ex-물 (water) solid Liquid Gas 유체 (Fluid) = 기체 (Gas) + 액체 (Liquid) id) 유체의운동을분자운동의관점에서정의하고해석하기위해서는통계학적으로다뤄야하며이는신뢰도의문제와연결됨 Fluid Mechanics 3.3 연속체 (Continuum) ) 연속체 : 연속적인질량분포를가지는물질의집합체 ) 물질적관측점 의평균밀도가같다 ( ρ = ρ ) 면이물체는연속체로취급가능 [ 정의된공간에내포되는분자수가충분히많아분자들의평균특성이그점의유동특성을대표할수있는최소공간 ] dv dv dm dm Averaged Density: ρ = lim dm dm dv dv ρ = ρ = Δ V d V dm = dv Ex) Avogadro s number Gas mol: N=6.04x0 3 per.4 liter (.4x0-3 m 3 ) -.687x0 9 /cm 3 &.687x0 7 /μm 3 in CONTINUUM out 유체는연속체로취급하기에충분한분자수를가짐 Fluid Mechanics 4

.4 연속체로서의유체 ) 유체의정의 ( 연속체관점 ) 유체 (Fluid): 전단응력 (Shear force) 이작용할때정적평형을이루지못하고계속해서변형하는물질 ( 전단응력과동적평형 ) 고체 (Solid): 외력 ( 응력 ) 에대해유한변형후평형을이루는물질 ( 전단응력과정적평형 ) ) 응력 (Sress): 단위면적당작용하는힘 수직응력 (Normal Stress): - 작용응력의수직 (Normal) 성분 접선 (Tangential) or 전단응력 (Shear Stress): - 작용응력의접선 (Tangent) 성분 Shear: to cut the wool off a sheep (sheep shearing) Fluid Mechanics 5.5 전단응력 (τ) Solid F τ = α A ) 접촉하고있는고체가상대운동을할때, 접촉면에서운동의반대방향으로마찰력이발생함 ) 두가지유체가또는고체가유체속에서상대운동을할때, 접촉면에서발생하는마찰력은유체의고유물성량인점성 (Viscousity) 에기인하며, 전단응력과밀접한관계가있음. Fluid F V τ = μ A h Water Oil 점성이다른두유체에유리공을떨어뜨리면? Fluid Mechanics 6

.6 연속체역학 (Continuum Mechanics) Continuum Mechanics 연속체역학 Rigid Body Mechanics 강체역학 Deformable Body Mechanics 가변체역학 강체 : 물리적변형이없는이상적인고체 Solid Mechanics 고체역학 Fluid Mechanics 유체역학 Fluid Statics Fluid Dynamics - Liquid (water): Hydrostatics - Gas (Air): Aerostatics -Liquid (water): Hydrodynamics - Gas (Air): Aerodynamics Fluid Mechanics 7.7 점착조건 (No-slip condition) ) No-slip condition: 고체표면과직접접촉하는유체는점성효과때문에그표면에 달라붙어 (stick) 미끄러짐이없게됨 (V = 0) ) 그결과는전단응력 (τ w ) 이발생하며, 이는유동방향의표면에작용하는표면항력 (Surface Drag) 을유발함 D = τ w da 3) 속도분포가발달하는원인이되며벽면에인접하여점성효과가중요시되는경계층 (Boundary Layer) 을형성함 4) Separation ( 박리 ): 유체가충분히빠른속도로흐르면점착된유체는유체표면으로부터분리되는현상 Fluid Mechanics 8

.8 유동의분류 (Classification of Flows) ) 실제유동문제들은매우다양하며, 물리적현상의공통적인특성과해석방법에따라분류 (general categories) ) 비압축성유체유동의지배방정식 (Governing Eqn.): Navier-Stokes equations Conservation of Mass: Continuity Eqn. ρ + = tt ( iρv ) 0 Conservation of Momentum: Momentum Eqn. 관성력압력점성력중력 분류별상응하는가정 (Assumption) 에따라위의지배방정식은단순해지며해석하기쉬워짐 Fluid Mechanics 9 ) 점성 / 비점성유동 (Viscous / Inviscid Flow) 점성유동 (Viscous Flow) 영역 : 두유체층이상대운동을할때점성의영향에따른마찰효과가중요한유동영역 비점성유동 (Inviscid Flow) 영역 : 점성에의한마찰력이관성력이나압력에비해무시할수있을정도로작은유동영역 0 Fluid Mechanics 0

) 내부 / 외부유동 (Internal / External Flow) 내부유동 (Internal flows): - Ex) 관유동 (Pipe Flow) - 점성의영향이지배적임 - 점성유동해석 외부유동 (External flows): - Ex) 항공기, 선박, 자동차주위의유동 - 경계층 (Boundary Layer) 과후류 (Wake) 영역에서점성의영향이중요. 그외의영역은비점성영역으로취급가능 - 비점성 + 점성유동해석 - 점성유동해석 Fluid Mechanics 3) 압축성 / 비압축성유동 (Compressible / Incompressible Flow) 3 4 유체의밀도변화에따라압축성과비압축성유동으로분류 액체유동 (Liquid flows) 은대부분이비압축성유동 - 물의경우 0 기압의압력에 % 의밀도변화 기체유동 (Gas flows) 은유동속도에의존적임 ( 압축 / 비압축성유동 ) Mach number (Ma = V/c) 에따른압축성의구분 I. Ma<0.3: Incompressible II. Ma<.0 : Subsonic III. Ma=.0 : Sonic IV. Ma>.0 : Supersonic V. Ma>>.0 : Hypersonic Speed of Sound: c = 346m/s Fluid Mechanics

4) 층류 / 난류유동 (Laminar / Turbulent Flow) 층류 (Laminar Flow): 유체의매끄러운층들로특징지어지는부드럽고질서정연한유동 3 난류 (Turbulent Flow): 일반적으로고속에서발생하며속도의변동이심하며매우불규칙한유동 천이 (Transitional Flow): 층류와난류가교대로존재하는유동 Reynolds number (Re= VDρ/μ): 층류와난류유동영역을결정하는핵심변수 - Re 300: Laminar flow - 300 Re 4000: Transitional flow - 4000 Re: Turbulent flow Laminar Transitional Turbulent Dye trace Fluid Mechanics 3 5) 정상 / 비정상유동 (Steady / Unsteady Flow) Instantaneous image 정상 (Steady): 한점에서시간에따른물리량의변화가없는유동 비정상 (Unsteady): 정상이아닌유동 ( 일반적용어 ) - 천이 (Transient) : 발달하는유동에대해전형적으로쓰임 -주기적(Periodic): 정상평균 (steady mean) 부근에서유동이진동하는일종의비정상유동 Time-averaged image Fluid Mechanics 4 정상유동이라면운동방정식중물리량의시간변화량은 0 (simplification of eqn.) V t ρ = 0, = 0 t Figure: Unsteady Flow - Oscillating wake of a blunt-based airfoil at M=0 0.6 (Van Dyke 98)

6) 차원 /3 차원유동 ( / 3 Dimensional Flow) 3 4 N-S equations: 3D vector equations. 속도백터 : U(x,y,z,t)= [U x (x,y,z,t),u y (x,y,z,t),u z (x,y,z,t)] 저차원유동의경우변수를줄임으로써해석해나계산해의복잡한계산을단순화할수있음 좌표계의변환 (cylindrical, spherical, etc.) 을통해방정식의차수를줄일수있음 - Ex) 파이프속의내부유동 : velocity V(r) is a function of radius r and pressure p(z) is a function of distance z along the pipe. Fluid Mechanics 5.9 System 과검사체적 (Control Volume) ) System: 물리적법칙을따르는일정량의질량또는공간내에선정된영역 ) Boundary ( 경계 ): System을둘러싸고있는실제또는가상의표면 ( 고정또는움직임 ) 3) Closed System ( 닫힌시스템 ): 질량이경계를통해이동할수없는시스템 4) Open System ( 열린시스템 ): 질량유동을수반하는시스템 5) Control Volume ( 검사체적 ): 열린시스템에선정된영역 (in more detail in Chap. 6) (System & Boundary) (Closed System) (Open System & Control Volume) Fluid Mechanics 6

.0 차원과단위 (Dimensions and Units) ) 차원 (Dimension): 물리적현상을해석하기위한물질의특성을규정하는기본량 ) 기본차원 (3 Primary Dimension): M: 길이 (length): meter (m) K: 질량 (mass): kilogram (kg) 3 S: 시간 (time): second (s) 3) 유도차원 (Secondary Dimension): 힘 (force): F [N] = [kg m/s ] = [kgf] 압력 (pressure): P [Pa] = [N/m ] = [kg/ms ] (P atm =0.3kPa) 3 밀도 (density): ρ[kg/m 3 ] (ρ w = 0 3 kg/m 3 at 4ºC, ρ a =. kg/m 3 at 0ºC) 4 비중 (specific gravity): 같은부피 4ºC 물의무게와의비 : SG Hg = 3.6 5 비중량 (specific weight): 단위부피당중량 : g s = ρg 6 비체적 (specific Volume): 단위질량의물질이가지는체적 : /ρ [m 3 /kg] 7 일 (work): [J] = [Nm] = [kg m /s ] 8 일률 (power): [w] = [J/s] = [kg m /s 3 ] Fluid Mechanics 7.0 차원과단위 (Dimensions and Units) 4) 차원의동차성 (Dimensional Homogeneity): 방정식의모든항은동일한차원을가져야함 - Spotting errors from unit inconsistencies 5) 단위 (Unit): 물리량을정량적으로표현하기위한기본량 -SI (Le Systeme International d Unites): MKS (CGS) - 단위에대한명확한언급이없으면 SI 단위 (MKS) 사용을원칙으로함 중량 (Weight) = mg Ex) mass = 65kg weight = 65x9.8 = 637N on earth weight = 65x.63 = 06N on the moon m m F = G gm r 3 G = 6.6 7 3 x 0 m /( kgs ) 4 m = 5.9 7 6 x 0 kg 6 r x m = 6.37 0 Fluid Mechanics 8

. Accuracy, Precision, and Significant Digits Engineers must be aware of three principals that t govern the proper use of numbers. ) Accuracy error ( 정확도오차 ) : 한개의계측값에서참값을뺀값. 계측값집합의정확도는참값에대한평균측정값의근접도를말함. ) Precision error ( 정밀도오차 ): 한개의계측값에서계측값들의평균을뺀값. 계측값의정밀도는해상도의조밀함과계측기의반복성을말함. 3) Significant digits ( 유효숫자 ): 적절하고의미있는숫자의자리수를말함 - 공학표준은 3 자리유효숫자 (0.354) (0.80) (40.0) Fluid Mechanics 9. Accuracy, Precision, and Significant Digits Engineers must be aware of three principals that govern the proper use of numbers. 근삿값을구할때반올림등에의하여처리되지않은부분으로오차를고려한다해도신뢰할수있는숫자를자리수로나타낸것을말한다. 일반적으로유효숫자의부분을따로떼어서정수부분이한자리인소수로쓰고, 소수점의위치는 0 의거듭제곱으로나타낸다. 본문오차를고려한다해도신뢰할수있는숫자를자리수로나타낸것을말한다. 측정값은오차가있게마련이므로, 오차의크기보다작은수치는신뢰할수없다. 이를테면오차가 ± 인 43. 라는측정값을얻었을경우, 정확한값은 45 일지도모른다. 따라서, 소수이하의 라는숫자는신뢰할수없다. 신뢰할수있는숫자는 4 와 두자리가된다. 이때, 4. 0 으로나타내고 ' 유효숫자는두자리이다 ' 라고한다. 유효숫자의가장끝자리수는그다음자리의수를반올림하여생기는정도의오차는포함하는것으로생각한다. 유효숫자는소수점의위치에관계되지않는다. 일반적으로유효숫자의부분을따로떼어서정수부분이한자리인소수로쓰고, 소수점의위치는 0의거듭제곱으로나타낸다. Fluid Mechanics 0