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문제 정의
- 본 연구에서는 저 레이놀즈 수에서 다양한 조건을 가진 선인장 모형 실린더의 항력 특성에 대한 전반적인 해석을 하고 그 특징과 메커니즘을 밝힐 것이다. 또한, 주어진 가시의 개수(N)에 대해 항력을 최소화 하는 가시의 길이(D)를 찾는 공식을 유도, 검증했다.
- 본 연구에서는 저 레이놀즈 수에서 여러 가지 조건을 가진 선인장 단면 모양 실린더의 항력 특성을 연구하였다. 연구 결과 정상 유동에서는 가시의 개수(N)가 증가 할수록 항력이 증가하지만 매끄러운 표면의 원형실린더 보다는 항상 작은 값이다.
- 이 모델은 정확히 말하면 선인장 모델이 아니라 정18각형이다. 이 같은 모델의 유동을 살펴보고 선인장 모형이 이와 어떠한 다른 물리적 현상이 있는지 알아보기 위해 선택했다.
가설 설정
- 9을 보면, (a)일 때와 (b)일 때는 유동이 물체 표면을 충실히 따라 흐른다. 이 과정에서 선인장 모형 표면의 상대적으로 긴 마찰 길이 때문에 (a)보다 (b)의 박리 각도가 작고 총 마찰저항이 줄어드는 것이다. (c)일 때는 주 유동이 가시 깊이 끝까지 따라가지 못하여 중간에 국부적인 유동 박리가 일어나며 이 현상이 실린더의 박리 각도를 다시 증가시키고 마찰 저항 또한 증가시킨다.
- Fig.9을 보면, (a)일 때와 (b)일 때는 유동이 물체 표면을 충실히 따라 흐른다. 이 과정에서 선인장 모형 표면의 상대적으로 긴 마찰 길이 때문에 (a)보다 (b)의 박리 각도가 작고 총 마찰저항이 줄어드는 것이다.
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