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속도 15 m/s로 항해하는 길이 80m의 화물선의 조파 저항에 관한 … | [건설기계설비기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 15년 1회차
속도 15 m/s로 항해하는 길이 80m의 화물선의 조파 저항에 관한 성능을 조사하기 위하여 수조에서 길이 3.2m인 모형 배로 실험을 할 때 필요한 모형 배의 속도는 몇 m/s인가?
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해설

조파 저항 실험에서는 Froude 수를 일정하게 유지해야 하므로, 원형선(실선)과 모형선의 Froude 수를 같게 설정한다. Froude 수는 Fr=VgLFr = \frac{V}{\sqrt{gL}}이고, 원형선과 모형선에서 Frs=FrmFr_s = Fr_m이므로 VsgLs=VmgLm\frac{V_s}{\sqrt{gL_s}} = \frac{V_m}{\sqrt{gL_m}}이다. 이를 정리하면 Vm=VsLmLsV_m = V_s\sqrt{\frac{L_m}{L_s}}이다.
주어진 값: Vs=15 m/s,Ls=80 m,Lm=3.2 mV_s = 15 \text{ m/s}, L_s = 80 \text{ m}, L_m = 3.2 \text{ m}을 대입하면 Vm=153.280=150.04=15×0.2=3.0 m/sV_m = 15\sqrt{\frac{3.2}{80}} = 15\sqrt{0.04} = 15 \times 0.2 = 3.0 \text{ m/s}이다. 따라서 모형 배의 필요 속도는 3.0 m/s이다.

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