1. | 강의소개, 유체의 정의 | 강의에 대한 오리엔테이션과 유체에 대한 정의를 내린다. 아울러 연속체 가설에 대해 설명한다. | ||
유체의 일반적인 물리적 성질 | 압축성 유체와 비압축성 유체의 차이를 보여주는 체적팽창계수 및 밀도, 비중량, 비중 등 유체의 일반적인 물리적 성질에 대해 설명한다. | |||
2. | 유체의 특수한 물리적 성질 | 유체가 가지는 특수한 물리적 성질인 점성, 표면장력에 대해 배우고, 포화증기압과 공동현상에 대해 설명한다. | ||
플립러닝 문제풀이 (1) | 일상 생활에서 관찰되는 현상으로 부터 유체의 물리적 성질을 이해하고 적용하는 문제 | |||
3. | 유체정역학과 압력장 | 정지된 유체에 작용하는 중력과 압력의 상관식을 유도하고 파스칼의 원리와 압력장의 개념을 설명한다. | ||
정지된 유체내의 압력분포 | 정지된 비압축성 유체와 압축성 유체 내부에서의 압력분포를 계산한다. 이를 이용하여 압력을 측정하는 액주계에 대해 공부한다. | |||
4. | 평면 및 곡면에 작용하는 정수압력 | 정지된 유체속에 잠긴 평면 및 곡면에 작용하는 정수압력의 합력과 작용점을 구하는 방법을 배운다. | ||
부력과 안전성, 강체운동 | 잠겨 있거나 떠 있는 물체에 작용하는 유체 정수압 해석과 부력의 원리를 배우고, 부체의 안전성에 대해 논한다. 유체가 강체운동을 하는 경우 압력분포에 대해 해석한다. | |||
5. | 플립러닝 문제풀이 (2) | 유체정역학과 관련된 일상 생활의 문제를 해결한다. | ||
유체운동에 대한 뉴턴의 제2법칙과 베르누이 방정식의 유도 | 유선을 따라 뉴턴의 제2법칙을 적용하여 오일러방정식을 유도한다. 비점성 비압축성 유동 방정식을 적분하여 베르누이 방정식을 유도한다. | |||
6. | 베르누이 방정식의 응용 | 베르누이방정식을 에너지 보존법칙으로 설명하고, 자유유동과 닫힌유동에 대해 적용한다. 베르누이식을 이용한 속도측정 및 유량측정 방법에 대해 설명하고, 수두 및 압력단위로의 변화에 대해 소개한다. | ||
베르누이 방정식의 사용에 대한 제한조건 | 베르누이식의 기본가정인 비압축성, 비점성, 정상유동, 유선을 따라 적용 조건을 벗어나는 경우에 대한 사용방법과 확장된 베르누이식에 대해 설명한다. | |||
7. | 플립러닝 문제풀이 (3) | 베르누이 방정식을 응용해서 일상 생활의 유체역학 문제를 해결한다. | ||
유체운동학의 기술법과 속도장 | 유체의 운동을 기술하는 두 가지 방법을 소개하고, 속도장으로 부터 유동의 분류방법과 유선, 유적선, 유맥선을 정의한다. | |||
8. | 가속도장과 물질도함수, 시스템과 검사체적의 개념 | 유체의 가속도장을 정의하고 국소가속도와 대류기속도의 개념을 설명한다. 물질도함수에 대해 소개하고 시스템과 검사체적의 차이점을 설명한다. | ||
레이놀즈수송정리의 유도 및 적용방법 | 레이놀즈수송정리를 유도하고 물질도함수와의 관계를 설명한다. 정상 및 비정상 유동 조건 및 움직이는 검사체적에 대한 적분식을 제시하고 검사체적을 선정하는 방법에 대해 설명한다. | |||
9. | 적분해석법과 연속방정식 | 유체역학 문제를 해결하기 위한 방법론으로 적분해석법을 소개하고 질량보존의 법칙으로 유도된 연속방정식과 이 식의 적용 문제를 다룬다. | ||
선형운동량 보존의 법칙 및 적용 사례 | 레이놀즈수송방정식에 선형운동량 보존의 법칙을 적용하여 적분형 선형운동량 방정식을 유도한다. 이 식을 적용하여 문제를 푸는 방법에 대해 설명한다. | |||
10. | 선형운동량 방정식의 적용 문제 풀이 및 운동량 모멘트 방정식의 유도 | 다양한 유체역학 문제에 적분형 선형운동량 방정식을 적용하는 방법을 소개하고, 각운동량 보존의 법칙으로부터 운동량모멘트 방정식의 유도에 대해 배운다. | ||
11. | 운동량모멘트 방정식의 적용 사례을 배우고, 열역학 제1법칙으로 부터 에너지 방정식을 유도한다. | 운동량모멘트 방정식을 적용하는 응용문제를 풀어보고, 열역학 제1법칙으로 부터 에너지 방정식을 유도한다. 펌프와 터빈이 적용된 에너지 방정식의 응용문제와 기계적에너지와 열에너지의 차이점을 설명한다. | ||
12. | 에너지적분방정식의 응용과 열역학 제2법칙과 연관된 손실과 효율에 대해 배운다. | 펌프나 터빈의 동력을 구하기 위해 에너지 방정식을 적용하는 방법과 기계적에너지와 열에너지의 차이점, 일과 효율, 손실을 유발시키는 열역학 제2법칙에 대해 설명한다. | ||
13. | 플립러닝 문제풀이 (4) | 검사체적과 적분방정식을 응용해서 일상 생활의 유체역학 문제를 해결한다. | ||
14. | 미분해석법 및 미분형 연속방정식 | 유체역학 문제를 해결하기 위한 방법론으로 미분해석법을 소개하고 질량보존의 법칙으로 유도된 연속방정식과 이 식의 적용 문제를 다룬다. | ||
미분형 선형운동량 방정식과 나비에스톡스 방정식의 유도 | 미분형 선형운동량 방정식을 유도하고 유체요소에 대한 운동방정식을 세운다. 점성유동에 대한 적용으로 나비에스톡스 방정식을 유도한다. | |||
15. | 나비에스톡스 방정식의 응용 | 나비에스톡스 방정식을 사용하여 여러가지의 층류 비압축성 점성유동에 대한 완전해를 구하는 방법을 설명한다. | ||
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