제트를 이용한 구체 부양 안정성 연구

Research of stability about aerodynamic levitation using jet

본 연구에서는 유체역학적인 후류 효과를 제어하고 항력을 이용하여 구체를 안정적으로 부양하는 방법을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 물체를 공중에 부양할 때는 물체가 받는 중력과 제트에 의하여 공급되는 항력이 평형을 이루어야 한다. 이 때 공기의 흐름의 레이놀즈 수에 따라 공기가 구체를 지나가며 구체후면에 생기는 후류에 의하여 부양상태가 불안정하게 될 수 있다. 구체의 운동이 제트에 의하여 안정되는 현상은 베르누이 및 코안다 효과로 설명할 수 있다. 에디슨을 이용하여 레이놀즈 수에 따른 실린더에 작용하는 항력과 후류에 의한 불안정화 힘을 해석적으로 구하였으며 이를 실험적으로 고속카메라를 이용하여 부양 거리, 안정도 등을 측정하여 비교하였다. 고찰 결과 레이놀즈 수가 작을수록 더 안정됨을 확인하였다.