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공학에서의 모델링 공학에서의 모델링에 대해서 알아보자. 공학적 장치 또는 과정은 실험적으로 또는 해석적으로 연구될 수 있다. 실험적 접근법은 실제로 물리적 시스템을 다루는 이점을 가지며, 원하는 양은 측정에 의해 실험 오차의 한계 내에서 결정된다. 그러나 이 접근법은 비용이 많이 들고, 시간이 많이 들며, 따라서 종종 비실세 적이다. 그 외에도 연구 중인 시스템이 존재조차 하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 건물의 전체 난방과 배관 시스템은 통상적으로 그 건물이 주어진 시방서에 따라 실제로 지어지기 전에 크기가 결정되어야만 한다. 해석적 접근법은 빠르고 비싸지 않다는 이점을 갖지만, 산출 결과는 해석에서 사용한 가정, 근사와 이산화의 정확도에 의존한다. 공학 연구에서는 해석을 통하여 선택의 수를 단지 몇 개 줄이고, 그다.. 2022. 8. 23.
시스템과 검사체적 오늘은 시스템과 검사 체적에 대해 알아보도록 하자. 시스템은 연구를 위해 선정된 일정량의 질량 또는 공간 내의 영역으로 정의된다. 시스템 밖의 질량 또는 영역은 주위라 불린다. 시스템을 시스템의 주위로부터 분리하는 실제 또는 영역의 주위라 불린다. 시스템을 시스템 주위로부터 분리하는 실제 또는 가상의 표면을 경계라 한다. 시스템의 경계는 고정되거나 움직일 수 있다. 경계는 시스템과 주위 모두에 의해 공유되는 접촉표면임을 주의하라. 수학적으로 말해서 경계는 두께가 영이며, 따라서 어떤 질량을 담거나 공간에서 어떤 부피를 점유할 수 없다. 시스템은 연구를 위해 고정된 질량을 선정하는지 또는 공간 내의 부피를 선정하는지에 따라 닫힌 또는 열린 시스템으로 고려할 수 있다. 닫힌 시스템[또한 검사질랑]은 일정량의.. 2022. 8. 19.
에너지와 비열 오늘은 에너지와 비열에 대해 알아보자. 에너지는 열, 기계, 운동, 전기, 자기, 화학 및 에너지와 같은 수많은 형태로 존재할 수 있으며, 이들의 합은 시스템의 총 에너지 E를 구성한다. 시스템의 분자 구조와 분자의 활동 정도에 관련된 에너지의 형태는 미시적 에너지로 불린다. 모든 미시적 형태의 에너지의 합은 시스템의 내부 에너지라 불리고, U라고 표시한다. 시스템의 거시적 에너지는 운동과 관련되어 있고, 중력, 자력, 전기와 표면장력과 같은 일부 외부효과의 영향과 관련되어 있다. 시스템의 운동 결과로 시스템이 보유하는 에너지는 운동 에너지라고 불린다. 시스템의 모든 부분이 같은 속도로 움직일 때, 단위 질량당 운동에너지는 ke=v2/2로 표현되며, 여기서 v는 어떤 고정된 좌표계에 상대적인 시스템의 속.. 2022. 8. 17.
비행기에 대해서 알아보자 오늘은 베르누이 원리를 적용한 비행기에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠다. 때문에 '베르누이의 정리'에 따라 윗면의 기압은 대기압보다 낮게 나타나며, 날개를 위쪽으로 끌어올리는 부압이 작용한다. 또 아랫면의 기압은 대기압보다 높아져, 정압이 형성되어 날개를 아래서부터 밀어 올리는 작용한다. 이 정압과 부압으로 인해 날개는 위로 향하는 양력이 생기게 된다. 따라서 양력은 속도, 날개면적과 관계가 있다. 양력계수, 날개면적이 일정하다면 양력은 속도의 제곱에 비례하게 되는 것이다. 따라서 고속으로 비행할 때는 받음각을 조절하여 양력계수를 작게 하고, 저속으로 비행할 때는 크게 하여 양력과 중력의 균형을 유지한다. 비행기가 일정한 속도로 수평으로 날고 있을 때는 양력이 비행기 전체의 무게와 같게 균형을 이루.. 2022. 8. 15.
차원해석과 상사칙에 대해 오늘은 차원해석과 상사칙에 대해 조금 더 자세히 알아보겠다. 흐름의 물리적 현상을 해석하거나 유체 기기의 개발을 할 때, 관련되는 흐름을 이론적 또는 실험적인 방법에 의하여 조사할 필요가 있다. 이때 중요하게 나타나는 변수들을 무차원수로 조합하면 문제에서 제기되는 변수의 수를 줄일 수 있으며, 이 흐름과 상사인 모든 문제에 적용할 수 있는 결과를 얻을 수 있다. 이러한 문제는 일반적으로 유체역학적 이론에 기초하여 흐름의 지배방정식을 풀어서 해결한다. 그러나 공학적으로 요구되는 흐름은 대부분의 경우, 이론해를 얻기에 용이하지 않다. 따라서 모형시험에 의한 실험적 방법이 이용되어 왔다. 모형실험에서는 원형보다 작은 치수의 모형이 이용되며, 유속이나 유체의 물성치 등의 실험조건도 다른 것이 보통이다. 따라서 .. 2022. 8. 14.
난류에 대해 알아보자. 오늘은 난류에 대해서 알아보는 시간을 가져보자. 난류는 유체 유동 내에서 질서가 없고 비정상적인 유동을 가지는 경우를 말한다. 난류 유동에서는 확산이 낮으며, 모멘텀 대류가 높게 나타나며, 속도 및 압력이 공간 및 시간에 대해서 변화하는 특성을 가지고 있다. 난류가 아닌 유동은 층류와 천이 영역이 있다. 난류를 알기 쉬운 예로 일상생활에서 확인해보면, 대표적으로 수도꼭지에서 분사되는 물을 예로 들 수 있다. 수돗물은 유량이 적을 때는 똑바로 직선으로 분사되지만, 스위치를 크게 틀면 물의 흐름이 흐트러지면서 분사된다. 이때 전자가 층류, 후자가 난류이다. 생활에서 볼 수 있는 공기나 물의 유동은 거의 모두가 난류일 뿐만 아니라, 난류에서는 물질이나 열의 확산 효과가 매우 강하기 때문에 공학적으로도 매우 중.. 2022. 8. 13.
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