목차
1. 서론
1.1 유체의 제반 특성 = 1
1.2 차원, 동차성, 단위 = 2
1.2.1 단위계 = 6
1.3 유체 거동의 해석 = 9
1.4 유체의 질량과 중량 = 10
1.4.1 밀도 = 10
1.4.2 비중량 = 11
1.4.3 비중 = 11
1.5 이상기체의 법칙 = 13
1.6 점성 = 16
1.7 유체의 압축성 = 22
1.7.1 체적탄성계수 = 22
1.7.2 기체의 압축과 팽창 = 23
1.7.3 음속 = 24
1.8 증기압 = 26
1.9 표면장력 = 27
연습문제 = 30
2. 유체정영학 = 37
2.1 한 점에서 압력 = 37
2.2 압력장에 대한 기본 방정식 = 39
2.3 정지유체 내의 압력변화 = 42
2.3.1 비압축성 유체 = 42
2.3.2 압축성 유체 = 46
2.4 표준대기 = 47
2.5 압력 측정 = 48
2.6 마노미터 = 50
2.6.1 피에조미터관 = 50
2.6.2 U자관 마노미터 = 51
2.6.3 경사관 마노미터 = 56
2.7 기계식과 전자식 압력측정장치 = 57
2.8 평면에 작용하는 정수력학적 힘 = 59
2.9 압력프리즘 = 65
2.10 곡면에 작용하는 정수력학적 힘 = 68
2.11 부력, 뜸, 안정성 = 72
2.11.1 Archimedes의 원리 = 72
2.11.2 안정성 = 74
2.12 강체운동을 하는 유체 내의 압력변화 = 76
참고문헌 = 76
연습문제 = 76
3. 기초 유체동역학 - Bernoulli 방정식 = 91
3.1 Newton의 제2법칙 = 91
3.2 유선을 따라서 F ＝ ma = 93
3.3 유선에 수직하게 F ＝ ma = 99
3.4 물리적 해석 = 102
3.5 정압, 정체압, 동압, 전압 = 105
3.6 Bernoulli 방정식의 사용례 = 109
3.6.1 자유제트 = 109
3.6.2 갇힌 유동 = 111
3.6.3 유량 측정 = 122
3.7 에너지선과 수력기울기선 = 127
3.8 Bernoulli 방정식의 사용에 대한 제약 = 130
연습문제 = 131
4. 유체 운동학 = 143
4.1 속도장 = 143
4.1.1 흐름의 Euler 및 Lagrange 기술 = 146
4.1.2 1차원, 2차원 및 3차원 흐름 = 147
4.1.3 정상흐름과 비정상 흐름 = 148
4.1.4 유선, 유맥선 및 유적선 = 148
4.2 가속도장 = 154
4.2.1 물질도함수 = 154
4.2.2 비정상효과 = 154
4.2.3 대류효과 = 154
4.2.4 유선좌표 = 160
4.3 검사체적 및 계 = 161
4.4 레이놀즈 수송정리 = 163
4.4.1 레이놀즈 수송정리 유도 = 163
4.4.2 물리적 이해 = 171
4.4.3 검사체적의 선택 = 171
참고문헌 = 172
연습문제 = 172
5. 유한검사체적 해석 = 179
5.1 질량보존 - 연속방정식 = 179
5.1.1 연속방정식의 유도 = 179
5.1.2 변형 없는 고정검사체적 = 182
5.1.3 변형 없고 움직이는 검사체적 = 188
5.2 Newton의 제2법칙 - 선형운동량 및 운동량모멘트방정식 = 190
5.2.1 선형운동량방정식의 유도 = 190
5.2.2 선형운동량방정식의 적용 = 192
5.2.3 운동량모멘트방정식의 유도 = 211
5.2.4 운동량모멘트방정식의 적용 = 212
5.3 열역학제1법칙 - 에너지방정식 = 226
5.3.1 에너지방정식의 유도 = 226
5.3.2 에너지방정식의 적용 = 229
5.3.3 에너지방정식과 Bernoulli방정식과의 비교 = 234
5.3.4 비균일유동에 대한 에너지방정식의 적용 = 242
연습문제 = 246
6. 유동의 미분해석 = 265
6.1 유체입자의 운동학 = 266
6.1.1 속도장과 가속도장의 재검토 = 266
6.1.2 선형 운동과 변형 = 268
6.1.3 각운동과 각변형 = 269
6.2 질량보존법칙 = 274
6.2.1 연속방정식의 미분형 = 274
6.2.2 원통형 좌표계 = 277
6.2.3 유선함수 = 278
6.3 선형운동량의 보존 = 284
6.3.1 유체입자에 작용하는 힘 = 284
6.3.2 운동방정식 = 288
6.4 비점성 유동 = 289
6.4.1 Euler의 운동방정식 = 289
6.4.2 Bernoulli 방정식 = 290
6.4.3 비회전 유동 = 292
6.4.4 비회전유동에서의 Bernoulli 방정식 = 294
6.4.5 속도 포텐셜 = 294
6.5 기본적인 평면 포텐셜 유동 = 300
6.5.1 균일 유동 = 303
6.5.2 소스와 싱크 = 304
6.5.3 와류 = 306
6.5.4 더블렛 = 312
6.6 기본적인 평면 포텐셜유동들의 중첩 = 314
6.6.1 균일유동 속에 놓여진 소스 - 반체 = 315
6.6.2 원주 주변유동 = 320
6.7 포텐셜 유동 해석의 다른 관점 = 329
6.8 점성유동 = 330
6.8.1 응력 - 변형관계 = 330
6.8.2 Navier-Stokes 방정식 = 331
6.9 비압축성 점성유체의 일부 간단한 해 = 333
6.9.1 고정된 평판 사이의 정상 층류유동 = 333
6.9.2 Couette 유동 = 336
6.9.3 원형 튜브내 정상 층류유동 = 340
6.10 미분해석의 다른 관점 = 344
참고문헌 = 345
연습문제 = 345
7. 상사율, 차원해석, 모형법칙 = 357
7.1 차원해석 = 357
7.2 Buckingham의 pi이론 = 359
7.3 파이 항의 결정 = 360
7.4 차원해석에 대한 추가적인 설명 = 369
7.4.1 변수의 선택 = 369
7.4.2 기준차원의 결정 = 370
7.4.3 파이 항의 유일성 = 370
7.5 고찰에 의한 파이항의 결정 = 371
7.6 유체역학에서 널리 사용하는 무차원수 = 372
7.7 실험데이터의 상관관계 = 374
7.7.1 하나의 파이항을 가지는 문제 = 374
7.7.2 두 개 또는 그 이상의 파이항을 가지는 문제들 = 376
7.8 모델링과 상사율 = 380
7.8.1 모형이론 = 380
7.8.2 모형의 척도 = 386
7.8.3 왜곡된 모형 = 387
7.9 일반적인 모형연구들의 예 = 388
7.9.1 폐쇄수로를 흐르는 유동 = 388
7.9.2 잠긴 물체 주위의 유동 = 390
7.9.3 자유표면이 있는 유동 = 394
7.9.4 터보 머신 = 397
참고문헌 = 402
연습문제 = 403
8. 파이프내 점성유동 = 413
8.1 일반적인 파이프 유동의 특성 = 413
8.1.1 층류 또는 난류 유동 = 414
8.1.2 입구영역과 완전발달유동 = 416
8.2 완전발달된 층류유동 = 418
8.2.1 유체요소에 F ＝ ma를 직접 적용하는 방법 = 418
8.2.2 Navier-Stokes 방정식으로부터 = 424
8.3 완전발달 난류유동 = 425
8.3.1 층류에서 난류로의 천이 = 425
8.3.2 난류전단응력 = 426
8.3.3 난류속도분포 = 427
8.4 파이프유동의 차원해석 = 429
8.4.1 Moody 선도 = 429
8.4.2 부차적 손실 = 435
8.4.3 비원형 덕트 = 446
8.5 파이프유동의 예 = 449
8.5.1 단일 파이프 = 449
8.5.2 복합관로 시스템 = 462
8.6 파이프 유량 측정 = 464
참고문헌 = 470
연습문제 = 471
9. 물체 주위의 유동 = 483
9.1 외부유동의 일반적인 특성 = 483
9.1.1 양력과 항력의 개념 = 484
9.1.2 물체를 흐르는 유동의 특성 = 489
9.2 경계층 특성 = 492
9.2.1 평판 위의 경계층 구조와 두께 = 492
9.2.2 Prandtl과 Blasius의 경계층 유동 해법 = 495
9.2.3 평판에 대한 운동량 적분 경계층 방정식 = 497
9.2.4 천이 유동 = 501
9.2.5 난류 경계층 유동 = 503
9.2.6 압력기울기의 영향 = 507
9.3 항력 = 511
9.3.1 마찰항력 = 511
9.3.2 압력항력 = 512
9.3.3 항력계수에 대한 자료와 적용 실례 = 512
9.4 양력 = 527
9.4.1 표면 압력 분포 = 527
9.4.2 순환 = 535
참고문헌 = 537
연습문제 = 539
10. 개수로유동 = 549
10.1 개수로유동의 일반적 특성 = 549
10.2 표면파
10.2.1 파속도 = 551
10.2.2 Froude 수 효과 = 554
10.3 에너지 관점에서의 고찰 = 554
10.3.1 비에너지 = 555
10.4 균일한 깊이의 수로 유동 = 558
10.4.1 균일 유동 근사 = 559
10.4.2 Chezy 방정식과 Manning 방정식 = 559
10.4.3 균일 깊이의 예제 = 561
10.5 점진적으로 변화하는 유동 = 571
10.6 급속하게 변화하는 유동 = 571
10.6.1 수력 도약 = 572
10.6.2 봉위어 = 578
10.6.3 광봉위어 = 582
10.6.4 방류 수문 = 586
참고문헌 = 588
연습문제 = 588
부록 A 단위 환산표 = 595
부록 B 유체의 물리적 성질들 = 599
부록 C 미국 표준대기의 성질 = 605
ANSWERS = 607
찾아보기 = 611
