2/12(Thu) Wind tunnel

Wind tunnel (풍동, 風洞)

풍동(wind tunnel)은

공기 흐름을 인위적으로 만들어 물체의 공기역학 특성을 측정하는 실험 장치입니다.

비행기·자동차·드론·건물·로켓까지

모두 이 장비에서 테스트됩니다.

1) 무엇을 측정하나

풍동에서는 다음을 직접 측정합니다.

공력 계수

• 양력 (Lift)

• 항력 (Drag)

• 모멘트 (Pitch / Yaw / Roll)

유동 특성

• 층류 vs 난류

• 와류(vortex)

• 경계층 분리

• 압력 분포

#Lift #Drag #Pitch #Yaw #Roll

#Vortex

2) 작동 원리

기본 구조:

1. 팬/압축기 공기 가속

2. 노즐 일정한 속도 형성

3. 시험 구간(test section) 모델 설치

4. 확산기(diffuser) 공기 감속

핵심 물리:

• Navier–Stokes 방정식 기반 유동

• Reynolds 수 맞춰 실제 환경 재현

• Mach 수 조절 초음속/아음속 실험

#NavierStokes_equation

#Raynolds_number

#Mach_number

3) 종류

(1) 아음속 풍동

• 자동차

• 건축

• 드론

(2) 초음속 풍동

• 전투기

• 미사일

• 로켓

(3) 극초음속 풍동

• 재진입체

• 우주항공 연구

#Supersonic #프로미스9

4) 왜 실제 비행 전에 풍동을 쓰나

이유는 단 하나:

비행 실험은 비싸고 위험하다

풍동의 장점:

• 수천 번 반복 가능

• 변수 통제 가능

• 비용

• 안전성

5) 실제 적용 사례

항공

• 전투기 NGAD

• 여객기 날개 설계

자동차

• 연비 향상

• 전기차 주행거리

건축

• 초고층 빌딩 바람 하중

• 교량 진동 (타코마 브리지 붕괴 원인 분석)

스포츠

• 사이클 헬멧

• 수영복

• 스키 슈트

6) CFD와 관계

오늘날은:

• CFD(수치유체해석)

• AI 시뮬레이션

이 먼저 설계하고

최종 검증을 풍동에서 수행합니다.

CFD = 설계

Wind tunnel = 현실 검증

#WindTunnel

7) 핵심 파라미터

변수 의미

Reynolds number 난류 여부

Mach number 음속 대비 속도

Drag coefficient 항력

Lift coefficient 양력

#RaynoldsNumber

#MachNumber

8) 한 줄 정리

풍동 = Navier–Stokes를 현실에서 검증하는 실험실

이 장비 없이

현대 항공·자동차 산업은 존재 불가능합니다.

원하시면 다음으로 이어 설명 가능합니다:

1. 풍동 내부 설계 (closed vs open circuit)

2. 항공기 날개 실험 실제 데이터 읽는 법

3. 초음속 풍동과 shock wave

4. CFD vs 풍동 정확도 비교

5. 풍동 산업/투자 (항공·방산·모빌리티)

#F47

#6thGenerationFighter

#Boeing

#US_AirForce