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1장 유체의 정의와 분류, 특성
2장 유체상태의 물리적 특성
3장 유체의 점성
4장 유체정역학
1. 유체정역학의 개념
2. 유체마찰
3. 부력
4. 저항
유체역학 유체: 고체를 제외한 액체와 기체 역학: 상호간의 힘의 관계를 해석 유체의정의와분류, 특성 정의
유체는 고체에 비해 변형하기 쉽고 어떤 형상도 될 수 있으며, 자유로이 흐르는 특성을 지니는 액체와 기체를 합쳐 부르는 용어이다.변형이 쉽고 흐르는 성질을 갖고 있으며 형상이 정해지지 않았다는 특징이 있다.
분류
유체에는 비압축성유체(압력변화에 대해 밀도변화가 없는 유체)와
압축성유체(압력변화에 대해 밀도변화가 있는 유체)가 있다.
비압축성유체(incompressible fluid)
정지상태에 있는 유체에 상당히 큰 압력을 가하였을 때 밀도가 거의 변화하지 않는 유체를 비압축성유체로 정의한다.
ex)물속을 주행하는 잠수함 둘레의 수류 압축성유체(compressible fluid)
정지상태에 있는 유체에 압력을 가하였을 때 밀도가 비교적 크게 변화하는 유체를 압축성유체로 정의한다.
ex)수압철관 속의 수격작용 , 디젤엔진에 있어서 연료수송관의 충격파
유체의 기본적인 특성
유체 요소가 상호간에 상대운동이 없이 정지된 상태에 있는 유체 내에서의 힘의 평형을 다루는 학문으로 비중량을 중시 것을 유체의 정역학(fluid statics)이라 정의한다. 즉 상대운동이 존재하지 않으므로 전단응력은 작용하지 않고 수직응력만 작용한다
따라서 유체 정역학에서는 유체 내부에서 압력분포와 유체속에 잠겨 있는 물체표면에 작용하는 정압분포만 다루는 학문이다. 비압축성 유체이면서 정지상태에서 다루는 역학을 정수역학 또는 유체정역학이라 하며, 압축성 유체이면서 정지상태에서 다루는 역학을 기체 정역학이라한다
상대 유동으로 인하여 마찰이 발생하므로 유체가 운동함에 따라 동반되는 속도 압력분포와 힘에 관한 문제를 취급하는 역학으로 밀도와 점성을 중요시하는 것을 유체의 동역학(fluid dynamics)이라 정의한다. 유체 입자가 어떤 외력으로 인하여 발생되는 이동, 변형, 회전 등을 다루는 역학을 유체의 운동학이라 정의한다
유체의 유동에서 압축효과가 큰 유동은 온도가 상승하여 점성에 영향을 미치므로 열역학 제1,2법칙을 고려하고, 유체내의 압력이 대기압보다 적은 유동은 증기압 발생되므로 증기압을 고려한다. 또는 정지한 유체나 좁은 통로의 유동에서는 표면장력이 커지므로 표면장력을 고려해야 한다
유체상태의 물리적 특성
1.분자간의 응집력(inter molecular cohesive force)
기체는 분자간에 작용하는 응집력이 아주 작으므로 용기의 체적과 관계없이 공간을 모두 차지한다.액체는 분자간에 작용하는 응집력이 크게 작용하므로 유한한 체적과 뚜렷한 표면을 유지하고 그 자체에는 극히 작은 외력을 주면 연속적으로 변형하는 물질인 반면에, 고체는 액체보다 더 큰분자가의 응집력으로 인해 분자들이 자유롭게 움직이지 못한다.
1.접촉력(contact force)
힘을 받는 물체에 힘을 가하는 물체가 직접 접촉하아ㅕ 작용하는 힘을 접촉력이라 한다.
①전단력
작용면적에 접선방향으로 움직이는 응력을 전단력이라 한다. 즉, 작용면에 같은 방향으로 외력이 작용할 때 발생하는 응력을 전단력이라 한다
유체내에서 상대운동이 있을 때에는 점성으로 인한 전단력이 작용한다. (이하 생략)
