알기 쉬운 유체역학

다양한 그림과 함께 살펴보는 유체역학의 이론과 응용
이 책은 유체역학의 개념을 이해하고 이론을 체계적으로 공부하기 위한 입문서다. 유체의 성질과 일상생활에서 접할 수 있는 유체 현상, 정지유체에서의 압력과 부력, 파스칼의 원리, 유동유체에서의 연속방정식, 오일러 방법, 베르누이 방정식, 운동량 방정식, 점성유체에서의 나비에-스토크스 운동방정식과 층류 유동, 난류 유동과 압력손실, 항력과 양력의 기본 개념, 경계층과 박리 현상 등에 관한 내용을 담고 있다. 이 책을 통해 유체역학의 기본 이론의 이해는 물론이고 산업 현장에서 유체역학을 응용하는 데 적절한 도움을 받도록 구성했다.

● 다양한 그림과 함께 유체역학의 이론을 살펴본다.
● 50개 이상의 연습문제를 수록하고 친절한 해설로 이해를 돕는다.

0장 유체역학을 배우기 전에

1장 정지유체에서의 압력
1-1 유체와 고체
1-2 압력과 힘
1-3 밀도와 비중
1-4 높이와 압력의 관계
1-5 절대압력과 게이지압력
1-6 파스칼의 원리
1-7 압력 측정

2장 평면과 곡면에 작용하는 전압력
2-1 평면에 작용하는 전압력
2-2 압력 중심의 좌표
2-3 곡면에 작용하는 전압력

3장 부력과 가속하는 용기 내 유체
3-1 부력과 작용점
3-2 수평 가속도로 움직이는 용기 내 유체
3-3 수직 가속도로 움직이는 용기 내 유체
3-4 회전운동하는 용기 내 유체

4장 운동하는 유체의 성질과 용어
4-1 유동 유체에 작용하는 힘
4-2 오일러와 라그랑주 방법
4-3 유속과 가속도
4-4 운동하는 유체의 용어
4-5 압축성과 비압축성

5장 연속방정식과 운동방정식
5-1 연속방정식
5-2 오일러 운동방정식

6장 베르누이의 정리와 응용
6-1 베르누이의 정리
6-2 단면적이 변화하는 원관에서의 베르누이 방정식
6-3 토리첼리의 정리
6-4 정체점의 정압과 동압
6-5 피토관

7장 운동량 방정식
7-1 운동량과 충격량의 관계
7-2 단면적이 변화하는 원관에 작용하는 힘

8장 점성과 원관 내 층류
8-1 점성
8-2 점성계수와 동점성계수
8-3 원관 내 층류의 압력과 경사
8-4 원관 내 층류의 속도 분포
8-5 원관 내 층류의 유량과 평균속도

9장 점성유체의 운동방정식과 에너지 방정식
9-1 나비에-스토크스 운동방정식
9-2 확장된 베르누이 방정식
9-3 점성응력의 분포

10장 상사법칙과 난류의 기본 성질
10-1 층류와 난류의 차이 및 레이놀즈수
10-2 흐름의 역학적 상사
10-3 프루드수
10-4 난류의 소용돌이와 레이놀즈 응력

11장 원관 내의 난류
11-1 원관 내 벽면 근처에서의 난류 응력
11-2 프란틀의 벽 법칙
11-3 원관 내 난류영역의 속도 분포
11-4 지수법칙에 의한 속도 분포
11-5 달시-바이스바하 방정식
11-6 층류의 관마찰계수
11-7 매끄러운 관에서의 관마찰계수
11-8 거친 관에서의 관마찰계수
11-9 무디 선도

12장 불균일 유동에서의 압력손실
12-1 불균일 유동에서의 압력손실 관계식
12-2 관로 입구의 압력손실
12-3 곡관 내의 압력손실
12-4 밸브의 압력손실
12-5 급확대관의 압력손실
12-6 디퓨저의 압력손실
12-7 급축소관의 압력손실
12-8 관로에서 손실되는 전압력손실

13장 항력과 양력
13-1 항력계수와 양력계수
13-2 항력계수의 값
13-3 압력항력과 마찰항력
13-4 유체 속 낙하입자의 운동방정식과 스토크스 근사
13-5 침강속도
13-6 날개 주위의 흐름

14장 경계층과 박리
14-1 경계층
14-2 경계층의 두께
14-3 박리
14-4 이상유체의 원기둥 주위 압력 분포
14-5 카르만 와류와 스트로할수

부록 SI 단위, 단위환산표

다케이 마사히로 1965년 도쿄 출생. 와세다대학 대학원 이공학연구과 박사과정 수료. 공학박사. 전문분야는 혼상류(Multiphase flow)의 측정과 시뮬레이션이다. 대학 수업에서는 유체역학이 일상생활에서 응용되는 사실을 직관적으로 알기 쉽게 설명하고 있다. 현재 일본기계학회 유체공학 부문 대의원, 가시화정보학회 이사, 미국기계학회(ASME) 일본 지부 이사 등을 맡아 활약하고 있다. 일본공학교육협회 국제이사도 담당하며 학술연구뿐만 아니라 세계적으로 공학교육의 여러 가지 문제를 해결하는 데도 관여하고 있다. 저서로는 『만화로 이해하는 유체역학(マンガでわかる流力)』 (옴사), 『기초부터 배우는 유체역학(基礎からぶ流力)』, 『기초부터 배우는 공업역학(基礎からぶ工業力)』 (공저, 옴사), 『열유체공학의 기초(熱流工の基礎)」 (공저, 아사쿠라서점) 등이 있다. 저서 대부분이 해당 주제를 처음 배우는 학생도 매우 알기 쉽게 설명한 교재나 참고서로 평가받고 있다.