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1[7급 국가직 전달현상] 23년 1회차
어떤 현상의 독립 변수가 유체의 밀도, 압력, 부피 유량, 그리고 관의 지름과 길이만일 때, 이 현상을 좌우하는 독립적인 무차원 군의 개수는?
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해설

독립적인 무차원 군은 2개이다.

Buckingham π 정리에 따라 무차원 군의 수는 변수 수에서 기본 차원 수를 뺀 값이다. 변수는 밀도 [ML−3][\mathrm{ML^{-3}}], 압력 [ML−1T−2][\mathrm{ML^{-1}T^{-2}}], 부피 유량 [L3T−1][\mathrm{L^3T^{-1}}], 지름 [L][\mathrm{L}], 길이 [L][\mathrm{L}]의 5개, 기본 차원은 M, L, T의 3개이다.

5−3=25-3=2이며, 예로 LD\dfrac{L}{D}와 PD4ρQ2\dfrac{PD^4}{\rho Q^2}를 들 수 있다.

  • 1개는 기하학적 비 L/DL/D만 남기고 압력이 포함된 군을 빠뜨린 경우이다.
  • 3개는 기본 차원을 2개로 잘못 센 경우이다.
  • 4개는 기본 차원을 1개로 본 것으로 차원 해석과 맞지 않는다.

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