한계수심에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 상세 페이지
1[토목기사 필기] 22년 2회차
한계수심에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1
유량이 일정할 때 한계수심에서 비에너지가 최소가 된다.
2
직사각형 단면 수로의 한계수심은 최소 비에너지의 2/3 이다.
3
비에너지가 일정하면 한계수심으로 흐를 때 유량이 최대가 된다.
4
한계수심보다 수심이 작은 흐름이다 상류(常流)이고 큰 흐름이 사류(射流)이다.
해설
한계수심(critical depth)은 주어진 조건에서 비에너지가 최소이거나 유량이 최대일 때의 수심이다. 1번은 정확하다 — 유량 Q가 일정할 때 비에너지 E = y + V²/(2g)는 한계수심에서 최솟값을 가진다. 2번도 정확하다 — 직사각형 단면에서 한계수심 y_c = (q²/g)^(1/3)이고, 이때 최소 비에너지는 E_min = 1.5y_c이므로 y_c = (2/3)E_min이다. 3번도 정확하다 — 비에너지 E가 고정되었을 때 같은 E 곡선에서 유량 Q = A√(2g(E-y))는 한계수심에서 최댓값을 가진다. 4번이 오답이다. 올바른 정의는 한계수심보다 수심이 큰 흐름이 상류(상류는 Froude 수 Fr < 1)이고, 수심이 작은 흐름이 사류(Fr > 1)이기 때문이다. 문제의 4번 보기는 이를 역으로 표현했으므로 틀렸다.
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