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물체 주위의 유동과 관련하여 다음 중 옳은 내용을 모두 나타낸 것은? | [가스기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기사 필기] 19년 3회차
물체 주위의 유동과 관련하여 다음 중 옳은 내용을 모두 나타낸 것은?
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㉮, ㉯
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㉮, ㉰
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㉯, ㉰
해설

제시된 세 설명은 경계층 두께에 관한 것이다. 경계층 두께 δ\delta 는 레이놀즈수 Re=uLνRe=\dfrac{uL}{\nu} 가 클수록 얇아진다는 관계로 판정하면 된다.

"속도가 빠를수록 경계층 두께가 얇아진다"는 옳다. 유속 uu 가 커지면 ReRe 가 커져 관성력이 점성력을 압도하므로 점성의 영향이 미치는 층이 벽면 쪽으로 얇게 눌린다(층류에서 δu1/2\delta \propto u^{-1/2}).

"동점성계수가 커질수록 경계층 두께가 두꺼워진다"도 옳다. ν\nu 가 커지면 ReRe 가 작아져 점성에 의한 운동량 확산이 벽면에서 더 멀리까지 미치므로 경계층이 두꺼워진다.

반면 "경계층 내부 유동을 비점성으로 취급할 수 있다"는 틀렸다. 경계층은 점성 효과와 속도구배가 집중된 영역이며, 비점성(퍼텐셜) 유동으로 근사할 수 있는 쪽은 오히려 경계층 바깥의 주류 영역이다.

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