석사학위 청구논문  (2000년 12월   숭실대학교 대학원 기계공학과  전 한 용, 지도교수 김 진 오)

 

봉의 비틀림 진동에 대한 인접 점성유체의 영향

The Effect of an Adjacent Viscous Fluid on the Torsional Vibration of a Rod

 

[국문초록]

   본 논문은 고체와 유체의 상호 작용에 관한 연구로서, 고체봉이 점성유체에 잠겨 비틀림 진동을 하는 경우 인접 점성유체가 봉의 비틀림 진동에 주는 영향을 다룬다.  먼저 고체봉의 비틀림 자유진동해석을 통하여 인접 점성유체의 점성 저항에 따른 고유진동수의 감소와 감쇠를 정량적으로 밝혔다.  그 다음으로 고체봉의 비틀림 강제진동에 대한 해석을 하였다.  점성유체의 영향을 받고 있는 비틀림 진동응답을 구하였고, 고체와 유체의 경계면에서의 점성 저항에 해당하는 역학적 임피던스를 유도하였다.  비틀림 강제진동에 대한 실험으로 압전 형상을 이용한 랑주방형 압전 비틀림 변환기로 가진되는 고체봉과 점성유체의 점성 저항에 의한 전기적 임피던스 변화를 측정하였다.  이론으로부터 유도한 역학적 임피던스와 실험으로 측정한 전기적 임피던스의 상관관계에 의해 이론을 검증하였고, 전기적인 임피던스를 측정함으로써 유체의 점도를 알아내어 점도 측정 장치 개발을 뒷받침할 수 있는 이론을 제시하였다.

 

[목 차]

1. 서 론

    1.1 연구 배경 및 목적

    1.2 연구 방법 및 논문의 구성

2. 점성유체에 잠긴 봉의 비틀림 자유진동해석

    2.1 문제의 정식화

    2.2 엄밀해

    2.3 근사해

    2.4 고 찰

3. 점성유체에 잠긴 봉의 비틀림 강제진동해석

    3.1 문제의 정식화

    3.2 엄밀해

    3.3 근사해

    3.4 끝면의 영향

    3.5 고 찰

4. 비틀림 강제진동 실험

    4.1 설험 장치

    4.2 실험 방법

    4.3 실험 결과

5. 결 론