유체역학 요약

https://www.youtube.com/watch?v=rLgO_tC_cUE

 

유체의 정의
아무리 작은 전단 응력에도 저항할 수 없어 형태가 변하는 물질

어 음 여기에선 수식만 굉장히 많이 나오고 개념은 딱히 없네요

https://www.youtube.com/watch?v=aDwZH5HX12o

압축성 유체 - 힘들 받으면 압축된다 = 기체
비압축성 유체 = 액체
점성 유체 = 실제 유체 
이상 유체 - 점성이 없고, 압축이 안된다.
탄성 유체

점성 유체와 이상 유체가 중심이다.

유체는 안정화를 위해 표면적을 최소화 하려는 힘이 있다 = 표면 장력 = 응집력

모세관 현상 = 부착력 - 유체가 안정화 하려는 응집력과 부착력 사이에서 유체의 높이가 상승하거나 하락하는 것

 

이상유체는 비점성 비압축성이다 = 점성을 고려하지 않는다.

파스칼의 원리 - 밀폐된 용기 속에 있는 액체에 동일 수평상에 있는 두 점의 압력의 크기는 같다.
압력이 같다 = 힘 / 부피 가 같다. -> 단면적에 따라 힘이 무한대로 커질 수 있다.

피에조미터 - 아래로 눌러주는 압력과 위로 올리는 압력이 같다. = 액체 압력 측정에 적합하다.

부력 - 물체를 띄우려는 힘 
부력보다 물체의 무게가 크다 = 가라앉는다.

유체의 운동학 - 유체의 움직임과 속도 따위를 결정짓는 방정식이 필요
유선 - 유체의 흐름 자체 
유관 
유적선  
유맥선  

 

속도 포텐셜 - 유체가 가진 에너지 

베르누이 방정식 - 유체의 압력, 속도, 위치에 따른 에너지를 m(수두) 개념으로 단위를 통일화 시켜 에너지 보존 법칙에 의해 상태 1,2가 동등하다는 것을 보여준다.
손실은 출력 에너지에 존재한다! 
펌프에서는 펌프를 작동하기 위한 에너지가 추가로 들어간다.

 

레이놀즈 값을 통해 점성을 고려해 실제 유체를 나타낼 수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=izsF6OuDjsQ

다운포스 - 차량을 아래로 눌러주는 힘

프론트 윙, 리어 윙 - 비행기 날개를 뒤집었다.

비행기 날개 - 밑은 직선, 위에는 곡선 = 곡선에서 공기의 흐름이 좁다 = 공기의 속도가 빨라진다 = 기압이 낮아진다. = 베르누이 법칙
압력이 높은 아래에서 압력이 낮은 위로 끌어올리는 힙 = 양력 == 비행기가 뜨게 된다.

이 날개를 뒤집은 프론트 윙과 리어 윙이 차를 눌러준다. = 다운포스

벤추리 터널 - 차체 하단에 공기가 흐를 수 있는 터널을 만들어 다운 포스를 만든다.
입구는 높아 공기가 들어오고, 중간은 낮아졌다가 후반부에는 다시 넓어지고 디퓨져가 있다.
입구 - 공간이 넓어 공기가 느리다
중간 - 공기가 빠르다 = 압력이 떨어진다. == 다운포스 생성 - 코너링에서 타이어의 그립을 최대한 끌어올린다.
끝 - 공기가 느리다. 

급격한 가속 - 출발할 때 = 구동축에 엄청난 힘이 걸리면서 미끌린다. - 타이어와 노면 사이에 버틸 수 있는 마찰력 이상의 힘이 걸린다.
고속에서 제동 - 앞으로 가려는 관성이 마찰력보다 크다 = 미끄러진다.
코너 - 원심력이 걸린다. == 더 큰 마찰력이 필요로한다. - 마찰력을 넘어서면 미끄러진다. 
오버스티어 - 큰 사고가 발생가능-> 마찰력을 높여야 한다. == 속도를 줄이거나 다운 포스가 필요하다!

다운포스가 높으면 미끄러짐이 덜 하다 == 타이어가 덜 갈린다.

 

다운포스의 단점 - 바람을 맞서서 간다 == 저항력이 생긴다 == 드레그 포스 - 뒤로 끌어당긴다.
직선 구간에서 DRS를 통해 드레그 포스를 줄인다.
DRS - 리어 윙을 눕혀 드레그 포스, 다운포스를 줄인다.

https://www.youtube.com/watch?v=DaiDkuATlmE

차량의 후반부에 따라 DRAG가 생겨 느려진다.

공기 저항 계수가 낮아야 빠르다.
공기 저항 계수 - DRAG를 속도 제곱 * 단면적 * 공기 밀도로 나눈 것
물방울 모양 즉 비행기 날개 모양이 공기 저항이 적다.

바람이 부딛히고 나서 뒤에 생긴 와류 때문이다!!
바람이 타고 지나갈 수 있도록 만들면 와류가 거의 안생기기 때문에 저항 계수가 작아진다.

https://www.youtube.com/watch?v=YkvLlbk2oL4

자동차가 이상하게 날라가지 않게 하기 위해 여러 장비를 단다.

베르누이 법칙의 날개!

다운 포스를 통해 차체의 안전성을 가지고 온다.

스포일러 - 공기를 찢는다. 
자동차 뒤쪽의 와류가 생기는 것을 막아준다.