항공댿�학껓 응용공학실험 저속 유체 실험 레포트 A+

I. 서론
1. 실험 개요 및 목적
특정 물체의 주위를 흐르는 유동은 우리에게 낯설지 않다. 항공기 날개의 단면형상인 에어포일, 자동차 차체 디자인에 따른 주위의 유동 등을 적절하게 설계하기 위해서는 그 주위를 흐르는 유동에 대한 이해가 필수적이다. 이번 실험은 압력을 측정하는 실험기구인 경사식 액주계, 디지털 압력 변환기로 압력을 측정하는 원리에 관하여 이해하고, 레이놀즈 수에 따른 층류, 난류 및 천이영역에 관하여 이해한다. 또한 유체역학에서 중요하게 다뤄지는 무차원 변수들 중 압력계수왿� 항력계수를 직접 계산해보고 검증해 봄으로써 각각의 무차원 변수가 무엇을 의미하는지, 유동의 형태에 따라 무차원 변수들의 크기가 어떻게 달라지는지에 관하여 확인한다. ‘실험 #1. 압력 변환기 교정 실험’에서 측정된 데이터를 최소자승법을 이용하여 디지털 압력 변환기의 출력전압인 V왿� 압력 P에 관한 식을 구한 후, ‘실험 #2. 원통 표면 압력 측정실험’을 통해 원통을 5~10씩 회전시키면서 압력을 측정한 후, 속도를 구하여 레이놀즈수, 압력계수 및 원통의 항력과 항력계수를 구하여 이론과 비교해 보고 유체가 유동 내 물체에 작용하는 힘의 발생 원리를 이해하는 데 이 실험의 목적이 있다.

<중 략>

1-3. 프로그램을 이용한 관계식의 검증
‘실험 #1. 압력 변환기 교정 실험’은 작은 압력으로부터 주사기를 이용하여 조금씩 압력을 증가시켜 가면서 경사식 액주계의 지시값과 디지털 압력 변환기의 출력 전압을 기록하여, 이들 사이의 관계식을 구하는 실험이다. 해당 관계식은 ‘실험 #2. 원통 표면 압력 측정실험’에서도 출력 전압을 압력으로 변환하는 데 사용되기 때문에 최소자승법을 사용하여 구한 이 관계식에 관하여 검증할 필요가 있다. 또한, 각각의 a, b 값에서 어느 정도의 차이가 발생하는지 확인하여 ‘실험 #2’에서 구하는 파라미터들이 이론값에서 얼마나 벗어나는지에 대한 지표로 사용할 수 있을 것이다.
① Matlab 프로그램을 이용한 검증
Matlab 프로그램의 내장 기능인 ‘기본 피팅’을 이용하여 1차 피팅을 통해 관계식을 구해보면 다음과 같다.