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1[토목기사 필기] 19년 2회차

단위중량 w, 밀도 ρ인 유체가 유속 V로서 수평방향으로 흐르고 있다. 지름 d, 길이 ℓ인 원주가 유체의 흐름방향에 직각으로 중심축을 가치고 놓였을 때 원주에 작용하는 항력(D)은? (단, C는 항력계수이다.)

 $D = C \cdot \dfrac{\pi d^2}{4} \cdot \dfrac{w V^2}{2}$

 $D = C\cdot d\cdot \ell\cdot \dfrac{\rho V^2}{2}$

 $D = C \cdot \dfrac{\pi d^2}{4} \cdot \dfrac{\rho V^2}{2}$

 $D = C \cdot d \cdot \ell \cdot \dfrac{wV^2}{2}$

해설

원주에 작용하는 항력은  $D = C \cdot d \cdot \ell \cdot \dfrac{\rho V^2}{2}$ 이다.
항력은 항력계수와 동압, 흐름에 투영된 면적의 곱으로 구하며, 흐름에 직각으로 놓인 원주의 투영면적은 지름과 길이의 곱  $d\ell$ 이다.
따라서  $D = C \cdot A \cdot \dfrac{\rho V^2}{2} = C \cdot d \cdot \ell \cdot \dfrac{\rho V^2}{2}$ 로 정리된다.

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