완숙의 블로그

Incomplete Similarity 불완전 상사, 앞에서 완전상사가 되기 위해서는 3가지 조건을 만족해야 한다고 했다. 이 중 한가지 조건이라도 맞지 않을 경우 불완전상사라고 한다. 너무 작은 스케일에서 실험을 하려고 할때, 보통 발생한다.

Dimension Analysis - Method of Repeating Variables 본격적으로 차원해석에 대해 알아보자. 차원해석은 변수반복법 이라는 것을 사용하는데, 반복법인 이유는 과정중에 변수를 선택하게 되는데, 이 변수로 차원을 재정렬하고 난 뒤의 변수를 반복해서 쓰기 때문이다. (이라는 뇌피셜이다. 정확하게 설명이 안나와있다 어디에도,,) 사실 책에는 어떤 물리현상을 기술하는 식을 모르는 상태에서 매개변수를 정하고 차원해석을 사용하면 지배방정식을 구할 수 있다. 이런 입장이지만 사실 물리학적 직관이 없다면 변수선정에 있어 이미 지고들어가는 선택이다,, 도움이 되셨다면 공감과 댓글 부탁드립니다!

Introduction of Dimensional Analysis 차원해석은 무차원수에 대한 내용이다. 왜 무차원화를 하는가? 1. 실험을 할 때에 여러가지 변수에 연관된 식을 소수의 변수를 이용한 식으로 변환하여 진행할 수 있기 때문이다. 2. 또 차원해석을 함으로써 나오는 무차원수는 시스템에 대한 직관적인 통찰을 갖게 해준다. 3. 그리고 결정적으로 이 무차원화를 한 식은 스케일링이 된 식이기 때문에 우리가 프로토타입으로 실험을 하지 않고 이를 축소한 사이즈나, 다른 공간을 사용한 곳에서 실험을 진행하여 원래 값을 도출할 수 있다. 그런데 이 축소(상사 similarity)를 하기 위해서는 몇가지 조건이 필요하다. 상식적인 내용이지만 이 3가지의 원칙이 적용되지 않을 때 근사를 하든, 다른 방법을 모..

Flow Rate Velocity Measurement) 유량을 측정하는 방법에 대한 얘기다. 지금 까지 배운내용을 바탕으로 적용하는 것이므로 긴설명은 생략하도록 하겠다.

Piping Network &Pump Selection 우리가 관을 매개로 한 시스템을 구성했을 때, 두가지의 손실이 발생한다고 배웠다. 주손실과 부손실이 그것인데, 우리는 여기서 회로도와 관 네트워크의 유사성을 알 수 있다. 유동을 일으키는 압력은 전압과, 그에 따르는 유량은 전류와, 이를 방해하는 손실을 저항과 대응할 수 있을 것이다. 그렇다면 총 옴의 법칙과 같이 이 값도 대응이 될 것이다. 또한 회로에서 직렬, 병렬 개념도 같게 대응이 될 것이다. 자 그런데 유체는 일정한 압력차가 있어야 고정된 유량으로 계속 흐를 수 있다. 하지만 현실을 유체가 흐름에 따라 해당위치에서 압력(수두)는 감소한다. 초기부터 엄청나게 큰 P를 파이프 입구에서 주면 되겠지만 현실적으로 힘들다. 따라서 중간에 압력을 추가..

Minor Loss & Flow Separation 주손실은 이미 공부했고, 이번에는 부손실에 대해 공부해보자. 부손실은 입구영역에서 발생하는 것도 포함하지만 더 주가 되는 유동박리에 의해서 일어난다. 유동이 관을 타고 지나갈 때, 관의 형태 때문에 부차적으로 생기는 손실을 의미한다. 낮은 속도에서 유체가 장애물을 지나갈 때는 만나는 면에서 유체의 초기속도가 작기 때문에 (벽면에서 속도 = 0, 그 바로위에서 속도가 작으므로 변화율도 작다) 점성응력(마찰이죠 사실) 이 작다. 그래서 끝면 까지 갈 수 있다. 그런데 빠른속도 일 경우 점성응력이 매우커진다. 그렇게 되면 끝점까지 가기전에 속도가 0이 되는 지점이 생기고 유체가 떨어져 나간다. 이 때 역방향으로 작용하는 압력차를 역압력 구배(adverse p..

Moddy Chart & Colebrook Equation 무디 차트는 압력강하식에서 사용되는 f의 정체이다. 파이프에서 이 식은 로 정의되었었지만 사실 그렇게 만만하지 않다. 왜냐하면 레이놀즈 수에서 배웠지만 이 레이놀즈 수는 정해진 수가 아니기 때문이다. 유체가 운동하는 방향에 따라 변한다. 저 수는 유체가 측류라 가정했을 때 도출되는 식이다. 그렇다면 어떻게 해야되는가??? 파이프를 예로 들었을 때, 벽면으로부터 중심부로 갈수록 유체의 레이놀즈 수는 커진다. 에서 속도가 빨라지기 때문이다. 속도가 빨라지면 어떤 문제가 생기냐 난류유동이 생긴다.(후...) 그렇기 때문에 이건 간단한 문제가 아니다. 따라서 우리는 유동이 흐를때 어디까지를 층류로 보고 난류로 볼건지 또 어떤 특징 때문에 그렇게 되는지를..