유체역학/전산유체역학

박재완·2024년 12월 27일

Chapter 1: Introduction

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  • 유체역학의 정의와 범위
  • 기본 방정식 (질량 보존, 뉴턴의 운동 법칙, 열역학 법칙)
  • 시스템과 제어 체적의 차이
  • 문제 해결 방법론과 차원적 일관성

Chapter 2: Fundamental Concepts

  • 유체를 연속체로 가정하는 개념
  • 속도장, 응력장, 점성 (Newtonian 및 비뉴턴 유체)
  • 표면 장력과 유체 운동의 분류
  • 유체 운동: 층류와 난류, 압축성 및 비압축성 흐름 등

Chapter 3: Fluid Statics

  • 유체 정역학의 기본 방정식
  • 대기의 표준 상태와 압력 분포
  • 잠긴 표면에 작용하는 수압력과 부력
  • 유체의 강체 운동

Chapter 4: Basic Equations in Integral Form for a Control Volume

  • 제어 체적 내에서 기본 법칙 적용
  • 질량 보존, 운동량 방정식, 열역학 제1법칙과 제2법칙
  • 각운동량의 보존 원리
  • 관성 및 가속 제어 체적에서의 분석

Chapter 5: Introduction to Differential Analysis of Fluid Motion

  • 질량 보존 방정식 (연속 방정식)
  • 운동 방정식 (Navier-Stokes 방정식)
  • 유체 입자의 운동: 회전, 변형, 가속도 분석

Chapter 6: Incompressible Inviscid Flow

  • Euler 방정식과 Bernoulli 방정식
  • 정적, 정압, 동압의 개념
  • 에너지 등급선과 수력 등급선

Chapter 7: Dimensional Analysis and Similitude

  • 차원 해석과 Buckingham Pi 정리
  • 주요 무차원 수 (Reynolds, Froude, Mach 등)
  • 유사성과 모델 실험

Chapter 8: Internal Incompressible Viscous Flow

  • 내부 흐름 특성: 층류와 난류
  • 파이프 내 점성 흐름
  • 에너지 손실과 손실 계산 (마찰 손실, 부차적 손실)

Chapter 9: External Incompressible Viscous Flow

  • 경계층 이론과 경계층 방정식
  • 항력과 양력의 개념
  • 유체가 잠긴 물체 주위의 흐름 분석

Chapter 10: Fluid Machinery

  • 유체 기계의 분류: 펌프, 터빈, 압축기
  • 터보기계 분석: Euler 방정식, 성능 특성
  • 캐비테이션과 펌프 선택

Chapter 11: Flow in Open Channels

  • 개수로 흐름의 기본 개념과 정의
  • 에너지 방정식과 특정 에너지
  • 유량 측정: 위어(weirs)와 수력 점프
  • 점차적으로 변화하는 흐름의 표면 프로필 계산
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