평면 벽과 나란한 방향으로 점성계수가 2×10-5 Pa·s인 유체가 흐… | [일반기계기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 21년 1회차

평면 벽과 나란한 방향으로 점성계수가 2×10^-5 Pa·s인 유체가 흐를 때, 평면과의 수직거리 y[m]인 위치에서 속도가 u = 5(1-e^-0.2y)[m/s]이다. 유체에 걸리는 최대 전단응력은 약 몇 Pa 인가?

2×10^-5

2×10^-6

5×10^-6

10^-4

해설

전단응력은 속도 기울기에 점성계수를 곱해 구한다:  $\tau = \mu \dfrac{du}{dy}$ .
속도구배는  $\dfrac{du}{dy} = 5 \times 0.2 \times e^{-0.2y} = e^{-0.2y}$ 이며, 벽면(y=0)에서 최댓값 1을 가진다.
따라서 최대 전단응력은  $\tau_{max} = 2\times10^{-5}\mathrm{Pa\cdot s} \times 1 = 2\times10^{-5}\mathrm{Pa}$ 이 된다.

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