모두CBT

2차원 유동장이 \vec{V}(x,\ y)=cx\vec{i}-cy\ve… | [일반기계기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 19년 1회차
2차원 유동장이 V(x, y)=cxicyj\vec{V}(x,\ y)=cx\vec{i}-cy\vec{j} 로 주어질 때, 가속도장 a(x, y)\vec{a}(x,\ y) 는 어떻게 표시되는가? (단, 유동장에서 c는 상수를 나타낸다.)
1
2
3
4
해설

가속도장은 a(x, y) = c²x i + c²y j 로 나타난다.

정상유동이므로 시간항은 없고 대류가속도만 남는다. 주어진 속도성분은 u = cx, υ = −cy 이다.

x방향: ax=uux+υuy=cxc+(cy)0=c2xa_{x}=u\dfrac{\partial u}{\partial x}+\upsilon\dfrac{\partial u}{\partial y}=cx\cdot c+(-cy)\cdot 0=c^{2}x
y방향: ay=uυx+υυy=cx0+(cy)(c)=c2ya_{y}=u\dfrac{\partial \upsilon}{\partial x}+\upsilon\dfrac{\partial \upsilon}{\partial y}=cx\cdot 0+(-cy)(-c)=c^{2}y

y방향에서 음수 두 개가 곱해져 부호가 양(+)으로 바뀌는 것이 핵심이다. 속도식의 문자를 그대로 옮겨 cx²·cy² 꼴로 쓰면 미분을 하지 않은 것이고, y항 부호를 음으로 남기면 이 부호 반전을 놓친 결과다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.