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극좌표계(r, θ)로 표현되는 2차원 포텐셜유동에서 속도포텐셜(velo… | [일반기계기사 필기] 22년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 22년 2회차
극좌표계(r, θ)로 표현되는 2차원 포텐셜유동에서 속도포텐셜(velocity potential, ø)이 다음과 같을 때 유동함수(stream function, 문제 이미지 )로 가장 적절한 것은? (단, A, B, C는 상수이다.)
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해설

속도포텐셜 ϕ=Aln⁡r+Brcos⁡θ\phi = A\ln r + B r\cos\theta는 선원(source) 항 Aln⁡rA\ln r과 균일유동(uniform flow) 항 Brcos⁡θBr\cos\theta의 합이다.

선원의 유동함수는 ψ=Aθ\psi = A\theta이고, xx방향 균일유동 Brcos⁡θBr\cos\theta에 대응하는 유동함수는 ψ=Brsin⁡θ\psi = Br\sin\theta이므로(코시-리만 관계 1r∂ϕ∂θ=∂ψ∂r\frac{1}{r}\frac{\partial \phi}{\partial \theta} = \frac{\partial \psi}{\partial r}, ∂ϕ∂r=−1r∂ψ∂θ\frac{\partial \phi}{\partial r} = -\frac{1}{r}\frac{\partial \psi}{\partial \theta} 만족), 전체 유동함수는 ψ=Aθ+Brsin⁡θ\psi = A\theta + Br\sin\theta가 된다.

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