중판 2022.06.10

중판 2013. 8. 30.
중판 2011. 8. 20.
초판 2004. 8. 10.



먼저 밝혀 두고자 하는 것은 이책은 저자가 서울대학교 공과대학 항공우주공학과에서 30여년간 학부 고학년과 대학원에서 주로 항공공학과와 기계공학을 전공하는 학생들을 대상으로 강의한 내용을 체계적으로 정리한 것에 불과하다. 그러므로 이 책은 항공우주공학이나 기계공학을 전공하는 학생은 물론 관련분야의 학생들을 위한 압축성 유체역학의 강의의 교제로써 부족함이 없도록 꾸며 보았다. 비압축성유체를 대상으로 한 저속유체유동을 공부한 학생들이 계속하여 유체유동이 음속 내지 음속보다 더 빠른 유체유동에서 유체의 밀도를 필수적으로 고려하여야 하는 압축성 유체유동에 대한 근본적인 물리적 이해와 공학적 응용을 공부할 수 있도록 준비하였다. 압축성 유동에서는 밀도가 일정하지 않고 시간과 위치에 따라 변하게 되면서 유동을 기술하는 수학적 복잡성이 증가 할 뿐만 아니라 유동현상이 비압축성유동에서 존재하지않는 현상이 일어난다. 그러므로 이 책은 압축성 유체유동의 현상과 특성을 고려하여 순서에 따라 여러 장으로 나누어 기술하였고 물리적으로 깊고 수학적으로는 간결하게 기술 하도록 노력하여보았다. 이 책이 학부나 대학원 교재로써 사용될 경우에 담당 교수님에 따라 주제를 적절히 선택하여 한 학기 또는 두 학기에 걸쳐 사용될 수 있다

1장에서는 압축성 유동의 개념에 대하여 기술하였으며 제 2장에서는 이 책 전체를 통하여 압축성 유동이 만족하여야 하는 각각 미분형과 적분형의 일반 방정식을 유도하였으며 저속유체역학을 이미 공부한 학생들에게는 에너지방정식만을 유도하고 물리적 이해를 돕는데 그치도록 하여도 좋다. 제 3장부터 11장까지는 실제로 자연 현상에서 흔히 일어나는 문제로써 제 2장에서 유도한 일반방정식들이 대수방정식 또는 선형 방정식들로 단순화되어 닫힌 형태의 해나 또는 간단한 수치적 해가 가능한 문제들을 다루고 있다. 즉 3장에서는 대수방정식으로 지배되는 수직충격파문제를 기술하고 있으며, 4장에서는 초음속으로 비행하는 끝이 뾰족한 물체에 형성되는 경사충격파 문제를 다루고 있다. 5장에서는 로켓트 모터나 초음속 풍동에 필수적인 노즐 유동을 기술 하고있다. 6장에서는 이동충격파와 반사충격파를 다루는 비정상파 운동을 기술하고 있다. 7장에서는 항공기 젯트 엔진이나 압축성 가스를 긴 파이프라인을 통하여 수송하는 문제에서 관속을 흐르는 기체의 마찰과 가열의 효과를 정량적으로 기술하고 있다. 8장과 9장에서는 선형화된 지배방정식에 의하여 지배되는 문제로써 파형벽면의 문제를 선택하여 유체의 압축성 효과를 정량적으로 기술하고 있다. 9장에서는 이 책에서 유일하게 비선형방정식의 해석적 해가 존재하면서 유도탄 등 실제로 응용되는 원추유동을 기술하고 있다.11장에서는 노즐 내부에 압축파가 일어나지 않는 노즐 외형을 설계하는데 필요한 2차원 특성곡선 해법을 소개하고 있다.끝으로 12장에서는 초음속유동에서 대표적으로 발생하는 충격파를 가시화하는 몇 가지 방법을 소개하고있다.

압축성 유동에 대한 교재를 준비하는데 저자의 은사이신 New York University의 항공우주공학과 고 Antonio Ferri 교수의 강의와 한학기 University of Maryland 방문교수로서 연구가운데 청강하게 된 John Anderson Jr. 교수의 강의내용이 기초가 되었으며 이에 저자의 심심한 감사를 드린다. 이 책의 복잡한 그림들을 정확하고 깨끗하게 그려준 김민성군과 원고를 최종적으로 정리하여 주고 13장의 내용을 정리한 김성수박사에게도 감사의 말을 전한다.

이 보잘것 없는 책이 독자 여러 분들에게 압축성유체유동을 공부하거나 연구하는 데 조금이라도 도움이 되었으면 하는 마음 간절하다.

이 책을 출판하도록 노력하여 주시고 허락하여 주신 박영사의 여러분과 회장님에게 깊이 감사드립니다.

2004. 7
저 자

서울대학교 공과대학 공학사
미국 Tufs University 대학원 공학석사
미국 New York University 대학원 공학박사
한국항공우주학회 회장
AIAA Associate Fellow
서울대학교 기계항공공학부(항공우주공학전공) 교수
대한민국 학술원 회원

1장 압축성 유동의 개념

2장 비점성 유동의 일반방정식

3장 정상 1차원 유동

4장 경사충격파와 팽창파

5장 준 1차원 유동

6장 비정상파 운동

7장 마찰이나 가열이 있는 정상 1차원 유동

8장 비회전류와 속도퍼텐셜

9장 선형화된 유동

10장 원추 주위의 유동

11장 특성곡선해법

12장 초음속 유동의 가시화