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1[일반기계기사 필기] 20년 3회차
공기 중을 20m/s로 움직이는 소형 비행선의 항력을 구하려고 1/4 축척의 모형을 물속에서 실험하려고 할 때 모형의 속도는 몇 m/s로 해야 하는가?
| 물 | 공기 | |
|---|---|---|
| 밀도(kg/m3) | 1000 | 1 |
| 점성계수(N·s/m2) | 1.8×10-3 | 1×10-5 |
1
4.9
2
9.8
3
14.4
4
20
해설
모형은 14.4 m/s로 움직여야 한다.
점성이 지배하는 항력의 상사 조건은 레이놀즈수 일치이므로 V모형L모형/ν물 = V실물L실물/ν공기 가 성립해야 한다.
표의 값으로 동점성계수를 먼저 구하면
공기 ν = 1×10-5 / 1 = 1×10-5 m²/s
물 ν = 1.8×10-3 / 1000 = 1.8×10-6 m²/s1/4 축척이므로 L실물/L모형 = 4이고
V모형 = 20 × 4 × (1.8×10-6 / 1×10-5) = 20 × 4 × 0.18 = 14.4 m/s
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