점성ㆍ비압축성 유체가 수평방향으로 균일속도로 흘러와서 두께가 얇은 수평… | [일반기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 20년 3회차
점성ㆍ비압축성 유체가 수평방향으로 균일속도로 흘러와서 두께가 얇은 수평 평판 위를 흘러 갈 때 Blasius의 해석에 따라 평판에서의 층류 경계층의 두께에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?
- ㄱ. 상류의 유속이 클수록 경계층의 두께가 커진다.
- ㄴ. 유체의 동점성계수가 클수록 경계층의 두께가 커진다.
- ㄷ. 평판의 상단으로부터 멀어질수록 경계층의 두께가 커진다.
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ㄱ, ㄴ
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ㄱ, ㄷ
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ㄴ, ㄷ
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ㄱ, ㄴ, ㄷ
해설
옳은 것은 ㄴ과 ㄷ이다.
Blasius 해에서 층류 경계층 두께는 δ = 5x/√Rex = 5√(νx/U∞)이므로, δ ∝ √ν, δ ∝ √x, δ ∝ 1/√U∞ 의 관계를 갖는다.
- 동점성계수 ν가 커지면 √ν가 커져 두께가 두꺼워진다 → ㄴ 옳음
- 평판 상단(흐름이 처음 닿는 앞쪽 끝)에서 멀어져 x가 커지면 √x가 커져 두께가 두꺼워진다 → ㄷ 옳음
- 상류 유속 U∞는 분모의 √U∞에 들어가므로 유속이 클수록 경계층은 오히려 얇아진다 → ㄱ 틀림
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