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속도 포텐셜 φ=kθ인 와류 유동이 있다. 중심에서 반지름 r인 원주에… | [건설기계설비기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 20년 1회차
속도 포텐셜 φ=kθ인 와류 유동이 있다. 중심에서 반지름 r인 원주에 따른 순환(circulation)식으로 옳은 것은? (단, K는 상수이다.)
1
0
2
K
3
πK
4
2πK
해설

속도 포텐셜이 φ=kθ\varphi = k\theta인 자유와동에서 접선속도는 vθ=1r∂φ∂θ=krv_\theta = \dfrac{1}{r}\dfrac{\partial \varphi}{\partial \theta} = \dfrac{k}{r}로 반지름에 반비례한다.

반지름 rr인 원주를 따라 순환을 적분하면 Γ=∮vθ r dθ=vθ⋅r⋅2π=kr⋅r⋅2π=2πk\Gamma = \oint v_\theta \, r\, d\theta = v_\theta \cdot r \cdot 2\pi = \dfrac{k}{r}\cdot r \cdot 2\pi = 2\pi k가 되어 반지름에 무관한 상수로 나온다.

따라서 이 원형와동의 순환은 2πK로 계산된다.

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