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2차원 직각좌표계(x, y)상에서 속도 포텐셜(ø, velocity p… | [가스기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기사 필기] 15년 1회차
2차원 직각좌표계(x, y)상에서 속도 포텐셜(ø, velocity potential)이 ø=Ux로 주어지는 유동장이 있다. 이 유동장의 흐름함수(Ѱ, stream function)에 대한 표현식으로 옳은 것은? (단, U는 상수이다.)
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U(x+y)
2
U(-x+y)
3
Uy
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2Ux
해설

속도포텐셜과 흐름함수 사이에는 코시-리만 관계식이 성립한다: u=ϕx=ψyu=\dfrac{\partial \phi}{\partial x} = \dfrac{\partial \psi}{\partial y}, v=ϕy=ψxv = \dfrac{\partial \phi}{\partial y} = -\dfrac{\partial \psi}{\partial x}.

ϕ=Ux\phi = Ux이므로 u=Uu=U, v=0v=0이다. ψy=U\dfrac{\partial \psi}{\partial y}=U를 y에 대해 적분하면 ψ=Uy+f(x)\psi = Uy + f(x)가 되고, ψx=0-\dfrac{\partial \psi}{\partial x}=0 조건에서 f(x)f(x)는 상수가 된다.

따라서 흐름함수는 ψ=Uy\psi = Uy 형태로 나타난다.

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