구형 물체 중위의 비압축성 점성 유체의 흐름에서 유속이 대단히 느릴 때… | [일반기계기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 18년 2회차
구형 물체 중위의 비압축성 점성 유체의 흐름에서 유속이 대단히 느릴 때(레이놀즈수가 1보다 작을 경우) 구형 물체에 작용하는 항력 Dr은? (단, 구의 지름은 d, 유체의 점성계수를 μ, 유체의 평균속도를 V라 한다.)
1
Dr=3πμdV
2
Dr=6πμdV
3
4
해설
스토크스 법칙에 따라 구에 작용하는 항력은 Dr = 3πμdV 이다.
레이놀즈수가 1보다 작은 매우 느린 흐름(크리핑 유동)에서는 관성력이 무시되고 점성력만 항력을 지배하므로 항력이 속도 V의 1제곱에 비례한다.
구의 반지름 r로 쓰면 Dr = 6πμrV 이고, 지름 d = 2r 을 대입하면 Dr = 3πμdV 가 된다. 6πμdV 는 반지름용 계수를 지름에 그대로 옮겨 쓴 오류다.
분모에 중력가속도 g가 들어간 식들은 SI 단위계에서 힘의 차원이 맞지 않으므로 성립할 수 없다.
내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.