유체역학 [4판]

제1장 유체의 개념 및 기본 성질

1.1 유체의 개념

1.2 차원과 단위

1.3 유체의 성질과 물성치

■ 연습문제

제2장 유체 정역학

2.1 압력

2.2 정지유체중의 압력변화

2.3 액주계

2.4 정지액체중의 벽면에 작용하는 힘

2.5 부력 및 부체의 안정

2.6 상대적 정지상태의 유체

■ 연습문제

제3장 유체유동의 기초이론 및 응용

3.1 유체의 흐름

3.2 연속방정식

3.3 운동방정식

3.4 에너지 방정식

3.5 베르누이 방정식의 응용

■ 연습문제

제4장 운동량 이론 및 응용

4.1 운동량의 원리

4.2 운동량원리의 응용

4.3 각운동량의 원리 및 응용

4.4 운동에너지와 운동량의 수정계수

■ 연습문제

제5장 점성유체의 폐수로 유동

5.1 층류와 난류

5.2 점성유체의 운동방정식

5.3 원관내의 유동

5.4 평행평판 사이의 층류유동

5.5 Couette 흐름

5.6 동심 2중 원관 내의 층류유동

■ 연습문제

제6장 관로 내의 마찰손실 및 제손실

6.1 관 마찰의 기초식

6.2 관내 층류유동의 관 마찰계수

6.3 관내 난류유동의 관 마찰계수

6.4 관로의 제손실

6.5 단일 관로계의 전 손실

6.6 관로계의 손실

6.7 2상류의 손실

■ 연습문제

제7장 차원해석과 상사칙

7.1 개요

7.2 차원의 동차성

7.3 차원해석과 π정리

7.4 무차원수와 물리적 의미

7.5 상사칙

■ 연습문제

제8장 개수로 유동

8.1 개수로 유동의 분류

8.2 정상 균일유동의 평균속도

8.3 최적 수력단면

8.4 비에너지와 상류 및 사류

8.5 수력도약

■ 연습문제

제9장 경계층과 항력

9.1 물체에 작용하는 저항

9.2 경계층의 개념

9.3 평판상의 층류경계층

9.4 평판상의 난류경계층

9.5 경계층내의 박리

9.6 물체에 작용하는 압력항력

9.7 원주의 항력

9.8 구의 항력

9.9 물체의 형상과 항력

9.10 익형과 양력

■ 연습문제

제10장 압축성 유체의 유동

10.1 압축성 유체의 열역학적 성질

10.2 압축성 유체의 유동에 관한 기초방정식

10.3 음속과 마하수

10.4 등엔트로피 유동(무마찰 단열유동)

10.5 축소노즐의 유동

10.6 수직충격파

10.7 마찰을 수반하는 압축성 단열유동(Fanno 흐름)

10.8 마찰을 수반하는 등온유동

10.9 축소-확대노즐의 유동

■ 연습문제

제11장 유체의 계측

11.1 밀도의 측정

11.2 점성계수의 측정

11.3 압력의 측정

11.4 유속의 측정

11.5 유량의 측정

■ 연습문제

부록

부록 A : 점성유체의 변형에 의한 점성력

부록 B : 원통 좌표계의 Navier-Stokes 방정식

부록 C : 평판 층류경계층에 대한 미분방정식의 유도

부록 D : Karman의 운동량 적분방정식의 유도

부록 E : 원관내 난류의 1/7승 속도분포

부록 F : Navier-Stokes 방정식 경계층내 유동에 대한 order해석

■ 찾아보기

유체역학은 액체 및 기체의 정역학(靜力學)과 동역학(動力學)적인 측면에서 힘과 에너지를 해석하는 학문으로서,복잡한 흐름을 1차원 흐름으로 근사시켜 취급하는 수력학(水力學)과 2차원 및 3차원 흐름에 대하여 이론적으로 취급하는 유체역학(流體力學)으로 분류하기도 한다. 이들은 서로 관련이 깊으므로 분리하여 취급하지 않고 일괄적으로 유체역학으로서 취급하는 경우가 많다.

이 학문은 펌프, 유압기기, 송풍기, 압축기, 수차 등 유체기계의 설계에 필요할 뿐 아니라 기계공학, 토목공학, 건축설비공학, 화학공학, 항공공학 등에 이용되고 있으며, 따라서 그 분야를 전공하는 대학과 전문대학의 기초과목으로서, 그리고 그 분야의 기술자가 필요로 하는 참고서로 사용할 수 있도록 배려하였다.

본서의 구성은 연속체로서의 유체에 관한 개념, 유체의 정역학, 유체 유동의 기본법칙, 운동량의 원리, 점성유체의 관내 유동에 관련된 에너지 해석, 차원해석, 개수로 유동, 경계층 이론, 압축성 유체의 유동, 유체의 계측의 각 분야에 대하여 서술하고 충분한 예제와 연습문제를 수록하여 본 내용을 이해하기 쉽도록 노력하였다. 특히 복잡한 해석은 부록에 그 내용을 수록하여 본문의 내용에서 복잡성을 피하였다.

본 서에 사용한 국제공용단위인 S.I단위를 사용하였으며, 현재에도 산업체에서는 중력단위계인 공학단위를 사용하는 경우가 있으므로 S.I단위와 공학단위의 상호관계를 제1장에서 설명하였다.

저자들의 역량부족으로 인하여 설명이 불충분하거나 오류 및 미비한 점들이 많을 것으로 사료되며, 향후 독자들의 지적을 받아 내용을 지속적으로 검토, 보완할 예정이다. 아낌없는 지도편달을 바라면서 이 책을 집필하는데 있어서 많은 명저서 및 문헌을 참고하였는바 그 저자들에 감사드린다. 또 이 책의 출판을 위해 지대한 힘을 기울여 주신 복두출판사의 송광헌 사장님께 깊은 감사를 드리는 바이다.

2004년 2월

저자 씀