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CHAPTER 01 냉동기초 및 수학기초

1.1 유체와 유동장
1.1.1 유체의 정의
1.1.2 유체 유동장
1.1.3 유체의 종류
1.1.4 유체역학
1.2 차원과 단위
1.2.1 SI 단위계
1.2.2 중력 단위계
1.3 유체의 성질
1.3.1 밀도
1.3.2 비중량
1.3.3 점성
1.3.4 압축성과 탄성
1.3.5 표면장력
1.3.6 증기압과 공동현상

CHAPTER 02 유체 정역학

2.1 유체의 압력
2.1.1 응력과 압력
2.1.2 압력의 전달
2.1.3 계기압력과 절대압력
2.1.4 정수압분포
2.1.5 압력의 측정
2.2 물체에 작용하는 힘
2.2.1 압력 프리즘
2.2.2 평판에 작용하는 힘
2.2.3 곡면체에 작용하는 힘
2.3 부력과 안정성
2.3.1 부력
2.3.2 안정성
2.4 상대적 정지 유체
2.4.1 정수역학의 운동방정식
2.4.2 등가속도 직선운동
2.4.3 등속 회전 운동

CHAPTER 03 유체 동역학

3.1 유체의 유동
3.1.1 유체유동의 분류
3.1.2 유동장 기술방법
3.1.3 유체유동의 가시화
3.1.4 Euler 방정식
3.1.5 Bernoulli 방정식
3.1.6 유체입자의 운동
3.2 연속방정식
3.2.1 검사체적법
3.2.2 Reynolds 수송정리
3.2.3 적분형태의 연속방정식
3.2.4 미분형태의 연속방정식
3.3 운동방정식
3.3.1 이상유체의 운동방정식
3.3.2 점성유체의 운동방정식
3.4 에너지방정식
3.4.1 일반 에너지방정식
3.4.2 확장된 에너지방정식

CHAPTER 04 유동시스템의 운동량 해석

4.1 선형운동량방정식
4.1.1 운동량법칙
4.1.2 운동량방정식의 응용
4.1.3 운동량방정식의 기타 적용사례
4.2 운동량모멘트방정식
4.2.1 각운동량법칙
4.2.2 운동량모멘트방정식의 응용

CHAPTER 05 비압축성·비점성 유체의 유동

5.1 기본방정식
5.2 유동함수
5.2.1 유동함수
5.2.2 유동함수의 기하학적 의미
5.2.3 유동함수의 응용
5.3 퍼텐셜유동
5.3.1 와도와 비회전성
5.3.2 유선이 동심원인 비회전류
5.3.3 비회전류에서의 Bernoulli 방정식
5.3.4 속도퍼텐셜 / 268 5.3.5 복소퍼텐셜
5.4 여러 가지 퍼텐셜유동
5.4.1 기본적인 퍼텐셜유동
5.4.2 퍼텐셜 유동장의 합성
5.4.3 원기둥 주변의 퍼텐셜유동
5.4.4 와류의 운동
5.5 날개의 이론
5.5.1 Blasius의 공식
5.5.2 Kutta-Joukowski의 정리
5.5.3 등각사상

CHAPTER 06 차원해석과 상사법칙

6.1 서론
6.2 차원해석의 원리
6.3 무차원수
6.3.1 유체 운동과 관련된 힘
6.3.2 중요한 무차원수
6.4 차원해석
6.4.1 Pi정리
6.4.2 Ipsen의 순차법
6.4.3 지배방정식의 무차원화
6.5 상사법칙
6.5.1 기하학적 상사
6.5.2 운동학적 상사
6.5.3 역학적 상사

CHAPTER 07 비압축성·점성유체의 유동

7.1 실제 유체의 유동
7.1.1 층류와 난류
7.1.2 난류의 발생
7.2 난류
7.2.1 난류 특성
7.2.2 난류 전단응력
7.2.3 난류 이론
7.3 경계층
7.3.1 경계층의 개념
7.3.2 속도경계층
7.3.3 속도경계층의 두께
7.3.4 경계층의 박리
7.4 비압축성·점성유체의 유동
7.4.1 두 평판 사이의 층류 유동
7.4.2 동심 원관 내 층류 유동
7.4.3 윤활이론

CHAPTER 08 점성유체의 내부유동

8.1 내부유동
8.1.1 입구영역과 완전발달영역
8.1.2 유동손실
8.2 관내 층류유동
8.2.1 층류 속도분포
8.2.2 층류 전단응력
8.2.3 층류 압력강하
8.2.4 비원관내 층류유동
8.3 관내 난류유동
8.3.1 관내 난류구조
8.3.2 난류 전단응력
8.3.3 난류 압력강하
8.3.4 난류 속도분포
8.4 내부유동 유동손실
8.4.1 펌프
8.4.2 주 손실
8.4.3 부차적 손실
8.5 배관망
8.5.1 단일관로
8.5.2 복합관로

CHAPTER 09 정성유체의 외부유동

9.1 외부유동의 일반적인 특성
9.1.1 경계층의 발달
9.1.2 항력과 양력
9.2 경계층의 특성
9.2.1 층류경계층
9.2.2 Prandtl/Blasius 경계층 근사해
9.2.3 운동량 적분 경계층방정식
9.2.4 난류경계층
9.2.5 천이층 마찰항력계수
9.2.6 압력구배가 있을 경우의 경계층
9.3 항력
9.3.1 마찰항력, 압력항력
9.3.2 항력계수
9.3.3 구의 침강속도
9.4 양력
9.4.1 양력의 발생
9.4.2 날개의 성능
9.4.3 회전에 의한 양력과 항력
9.4.4 자동차의 항력과 양력

CHAPTER 10 압축성·비점성 유체의 유동

10.1 압축성·비점성 유체의 성질
10.1.1 상태방정식
10.1.2 등엔트로피 유동
10.1.3 정체상태량
10.2 음속과 Mach수
10.2.1 음속
10.2.2 Mach수
10.3 이상기체의 등엔트로피 유동
10.3.1 온도, 압력, Mach수 관계식
10.3.2 유동 면적에 따른 속도 및 상태량 변화
10.3.3 노즐 내 등엔트로피 유동
10.4 이상기체의 비등엔트로피 유동
10.4.1 수직 충격파
10.4.2 마찰이 있는 단열유동
10.4.3 마찰이 없는 전열유동

CHAPTER 11 개수로 유동

11.1 개수로 유동의 특성
11.1.1 개수로 유동의 분류
11.1.2 등류의 특징
11.1.3 비에너지, 한계유동
11.2 개수로 유동에서의 마찰
11.2.1 Chezy의 공식
11.2.2 Manning의 조도관계식
11.3 최적 개수로 단면
11.3.1 직사각형 수로
11.3.2 사다리꼴 수로
11.3.3 원형 수로
11.4 점진 변화유동
11.4.1 기본 미분방정식
11.4.2 점진 변화유동의 분류
11.5 급속 변화유동
11.5.1 수력도약 이론
11.5.2 수력도약의 분류

CHAPTER 12 부록

유체역학은 인류가 하천의 치수를 비롯하여 고대 그리스의 Archimedes가 수력학과 부력의 원리를 설명하는 등으로 오래되었지만, 17세기 근대과학의 발달과 더불어 Newton, Bernoulli, Euler 등에 의해 이론적이고 수학적인 발전을 이루면서 학문으로서 체계를 갖추기 시작하였다.

유체역학은 정지 상태나 움직이는 유체의 역학적 관계를 취급하는 학문이다.
구체적으로는 공기나 물 또는 그 밖의 유체를 작동유체로 하는 유체기계는 물론 조선항공, 토목건축, 화공 등의 모든 공학분야에 유체와 관련된 이론과 실제 문제를 취급한다.
기계공학에서 유체역학은 공업열역학, 재료역학과 더불어 매우 중요한 위치를 차지하고 있다.
그간 유체역학은 이상유체를 대상으로 이론적 또는 수학적인 측면에서 취급하는 이론유체역학(hydrodynamics)과 점성유체, 즉 물과 같은 실제적인 유체의 거동에 관한 실용적이고 실험적인 관점에서 보는 수력학(hydraulics)의 두 갈래로 발전되어 왔지만, 근년 이들을 묶어 유체역학(fluid dynamics)이라는 하나의 테두리에서 다루는 것이 보편화 되었다.

저자들은 오랫동안 유체에 관련된 분야를 연구하고 강의하였지만, 유체역학에 대한 적절한 책이 없다는 것이 늘 안타깝게 여기고 있었다.
이것은 그간 출간된 유체역학이 양서가 주류를 이루고 있고, 그 책들은 넓은 분야의 유체역학을 한정된 페이지로 기술하려다 보니 자세한 설명이 생략되었으며, 실용적인 측면을 강조하여 이론적인 취급이 부족하기 때문이다.
그래서 이 책은 학생들이 미분방정식과 벡터해석의 지식을 가지고 유체유동의 기초이념과 이론을 충분한 예제를 통하여 쉽게 이해할 수 있도록 하였다.

유체역학은 크게 유체정역학과 유체동역학으로 나누고, 유체를 분류하면 비압축성유체와 압축성유체로 나눌 수 있다.
비압축성유체와 압축성유체는 모두 다시 비점성유체와 점성유체로 나뉜다.
따라서 이 책은 유체역학의 기본개념에 이어서 유체정역학, 제3장 이후는 모두 유체동역학의 분야를 기술하였다.

이어서 움직이는 물체의 세기를 결정하기 위한 유동시스템의 운동량 해석, 비압축성·비점성유체(이상유체)의 유동, 차원해석 및 상사법칙을 다루었다.
계속해서 비압축성·점성유체(실제유체), 점성유체 내부유동, 점성유체 외부유동, 압축성 비점성유체의 유동에 이어서 마지막으로 개수로 유동을 기술하였다.