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[자연과학]기계공학 實驗 - 2차원 열전도 實驗

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작성일 20-04-24 08:38

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2. theory(이론)적 배경

1) 내부에너지 발생이 있는 2차원 정상 열전도 방정식은 다음과 같다.

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설명

[자연과학]기계공학 實驗 - 2차원 열전도 實驗

실험결과/기계

[자연과학]기계공학 實驗 - 2차원 열전도 實驗

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1. 實驗(실험)목적
한 면이 가열되고 다른 3면이 등온 단열된 2차원 평면 전도체에서 각 그리드 점에서 實驗(실험)적으로 온도를 측정(測定) 하고 이 데이터와 그리드를 생성하여 계산된 결과를 비교하여 實驗(실험)값과 해석결과가 어느 정도의 차이가 있는가를 비교하고 그 차이가 나는 Cause 을 analysis(분석) 해 봄으로써 열전도의 기본원리와 수치해석에 대한 능력을 배양함에 그 의의를 둔다.
③ 實驗(실험)처음 처음 시간 15:00에 히터를 가열시키기 처음 하여 등온조건을 만족 시킬때까지 가열한다.
④ 시편이 히터에 의하여 등온조건을 만족하는 지점에 도달하게되면 B - A - C - 2 - 1 - D - 4 - 3 - E - 6 - 5 - F - G 순서로 각 그리드점의 온도를 …(省略)

순서

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다.
② 시편의 한면을 히터에 놓이게 하고 나머지 세면의 등온조건을 만족시키기 위하여 세라믹 방열판을 부착한다.

3) 점(m,n)에서의 온도 계산은 다음 식으로 나타내진다.

2) 절점 (m,n)에서 온도의 2계 도함수는 다음 식으로 나타내진다.
이 식들을 이용하여 각 절점에서의 정상상태의 온도를 계산하기 위해서는 테일러의 급수전개법(Taylor series expansion)과 가우스의 소거법(Gauss elimination method)을 사용하며 program으로 Fortran Language(WF 77.MS-Fortran)를 사용한다.
B

A

C

2

1

2

D

4

3

4

E

6

5

6

F

G

① 시편에 위와 같이 그리드 점을 표시한다. 계산결과의 출력을 위해서는 Grapher S/W를 사용한다.
3. 實驗(실험)방법
히터가 부착된 면에 전원을 이용하여 열원을 공급함으로서 한쪽 면은 가열되고 나머지 세면은 등온 조건을 가지게 하여 어느 정도 시간이 지난 뒤에 정상상태에 이르면 각점에서 온도를 측정(測定) 한다.

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