망지의 유체역학적 계수에 관한 연구

Abstract

본 연구는 유체역학적 계수를 얻기 위한 기초적인 연구로써 다양한 망지들의 유체역학적 계수들을 측정함과 동시에 실험을 통해 측정된 유체력을 이용하여 레이놀즈 수를 고려한 저항계수들을 비교·분석하여 보다 표준화된 유체역학적 계수 추정을 시도하였다. 실험에 사용된 망지들은 그물발의 길이와 직경은 다르지만 동일한 투영면적을 가지며, 성형율에 따른 mesh-grouping 비율이 다른 9가지 종류의 망지를 수편 제작하여 회류수조에서 영각 및 유속에 따른 유체역학적 계수들을 측정하였다. 망지의 유체역학적 계수에 관한 결과는 다음과 같다. 1. 망지의 항력계수는 영각이 증가함에 따라 증가하였고, 유속과 망사의 직경이 커질수록 감소하였다. 2. 망지의 양력계수는 영각 30°까지는 영각의 증가에 따라 커졌고, 영각 40°를 넘어서면서 감소하였다. 3. 망지의 저항계수는 레이놀즈 수가 증가함에 따라 감소하면서 비교적 일정한 값을 나타내었다. 4. 결국 망지의 저항계수는 영각과 레이놀즈 수의 함수로 나타낼 수 있었고, 3차원 그림으로 표현되었다.

In this study, the hydrodynamic coefficients were measured using various nettings to analyze the change of drag coefficients and lift coefficients as a basic study for deriving hydrodynamic coefficients. The data on hydrodynamic force obtained from the flume tank tests were used to compare and analyze the hydrodynamic coefficients based on Reynolds number. Standardized hydrodynamic coefficients were then assumed during the analysis procedures. The hydrodynamic coefficients were measured using the 9 kinds of nettings in which had the same total projected area with different diameters and mesh-grouping ratio. These different netting systems were subjected to various attack angles and flow speeds. The results of hydrodynamic coefficients of nettings were as follows ; 1. The drag coefficients of nettings increased when the higher attack angles applied, and decreased with the increased flow speed and netting twine diameter. 2. The lift coefficients of nettings showed the increased values until the attack angle 30 degree, but decreased for the attack angle over 40 degree. 3. The hydrodynamic coefficients of netting decreased as the Reynolds number increased, and reach at slightly states in the highest numbers. 4. The hydrodynamic coefficients were derived from a functional formula considering attack angles and Reynolds number, and presented in the three dimensional space.