수업내용/목표
본 강좌는 전공심화 유체역학 강좌의 전반부로써 유체의 물리적 성질 및 거동을 이해하고, 유체 유동에 대한 지배방정식과 해석방법론에 대해 강의한다. 세부적으로는 유체정역학, 유체운동학, 유체동역학에 질량, 운동량, 에너지 보존 법칙을 적용하고 적분적 방법 및 미분적 방법으로 해석할 수 있는 능력을 배양시키고자 한다.
주차 | 주차명 | 학습목표 |
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1 | 유체역학 소개 및 유체의 물리적 성질 | 유체역학 학습의 동기 부여와 유체의 특성과 관련된 물리적 성질들을 이해 한다. |
2 | 유체정역학 | 정지된 유체의 압력분포를 이해하고, 유체의 압력을 측정하는 방법을 배운다. |
3 | 정수력, 부력 및 강체운동 | 정지된 유체 속에 잠긴 표면과 물체에 작용하는 정수력을 계산하는 방법과 강체운동을 하는 유체 내의 압력분포를 구하는 밥법을 배운다. |
4 | 유체동역학 | 유체의 운동에 대한 뉴턴의 2법칙 및 열역학 1법칙을 적용하여 유동의 지배방정식을 유도한다. |
5 | 베르누이방정식의 응용 | 유동해석에 가장 광범위 하게 사용되는 베르누이방정식의 적용 사례와 한계점에 대해 배운다. |
6 | 유체운동학 | 유체운동의 기술방법과 유동의 가시화 방법, 속도장과 가속도장에 대해 배운다. |
7 | 레이놀즈 수송정리 | 검사체적을 정의하고 시스템에 적용되는 물리법칙을 검사체적에 적용하는 레이놀즈 수송정리에 대해 학습한다. |
중간시험 | ||
9 | 유동의 적분해석: 선형운동량 보존법칙 | 레이놀즈 수송정리를 선형운동량 보존법칙에 적용하여 적분형 운동량 방정식을 유도하고, 이 식을 응용하는 방법을 배운다. |
10 | 유동의 적분해석: 각운동량 보존법칙 | 레이놀즈 수송정리를 각운동량 보존법칙에 적용하여 적분형 각운동량 방정식을 유도하고, 이 식을 응용하는 방법을 배운다. |
11 | 유동의 적분해석: 에너지 보존의 법칙 | 레이놀즈 수송정리를 에너지 보존법칙에 적용하여 적분형 에너지 방정식을 유도하고, 이 식을 응용하는 방법을 배운다. |
12 | 유동의 미분해석 | 유체요소에 대한 질량 및 운동량 보존법칙을 적용하여 유동을 지배하는 미분방정식을 유도하고, 이 식을 응용하는 방법을 배운다. |
13 | 퍼텐셜 유동 | 이상유체의 유동을 해석하는 퍼텐셜 이론에 대해 학습하고, 기본적인 평면 퍼텐셜 유동과 이를 중첩한 유동의 공학적 적용방법에 대해 배운다. |
14 | 점성유동의 미분해석 | 점성유체의 유동을 지배하는 나비에-스톡스 방정식을 유도하고, 뉴턴유체의 정상 층류 유동의 해를 구하는 방법에 대해 배운다. 실제 유동의 해석에 사용되는 전산유체역학에 대해서도 간단히 소개한다. |
기말시험 |
과제명 | 퀴즈 | 중간고사 | 기말고사 |
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반영비율 | 40% | 30% | 30% |
퀴즈(40%) : 학습활동의 지속성, 학습참여의 적극성을 유도해내기 위해 매주 다양한 퀴즈 실시. 퀴즈는 학습자가 스스로 학습내용을 정리하고 요약할 수 있도록 각 주차별로 2~3문제씩 제공.전체 평가에서 40% 반영.
중간고사(30%) : 1주차~7주차 내용을 종합하여 객관식 문제로 출제됨. 전체 이수 기준 30% 반영
기말고사(30%) : 8주차~13주차 내용을 종합하여 객관식 문제로 출제됨. 전체 이수 기준 30% 반영
※ 총 60% 이상 점수 획득 시, 이수증을 발급받을 수 있습니다.
Mumson, Okiishi, Huebsch, Rothmayer, “Fluid Mechanics, SI Version”, 7th Edition, 2013, John Wiley & Sons, Inc.