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1[소방설비기사(기계) 필기] 17년 3회차

유체가 평판 위를  $u = 500y - 6y^2$  [m/s]의 속도분포로 흐르고 있다. 이때 y[m]는 벽면으로부터 측정된 수직거리일 때 벽면에서의 전단응력은 약 몇  $N/m^2$ 인가? (단, 점성계수는  $1.4 \times 10^{-3}$  Pa·s이다.)

0.7

1.4

해설

뉴턴의 점성법칙에 의해 전단응력은  $\tau = \mu \dfrac{du}{dy}$  이다. 속도분포  $u = 500y - 6y^2$  를 미분하면  $\dfrac{du}{dy} = 500 - 12y$  이고, 벽면(  $y = 0$  )에서 속도구배는 500 1/s이다. 따라서  $\tau = 1.4 \times 10^{-3} \times 500 = 0.7$  N/m²이므로 벽면에서의 전단응력은 약 0.7 N/m^2이다.

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