압력구배가 영인 평판위의 경계층 유동과 관련된 설명 중 틀린 것은? | [건설기계설비기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[건설기계설비기사 필기] 15년 1회차
압력구배가 영인 평판위의 경계층 유동과 관련된 설명 중 틀린 것은?
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표면조도가 천이에 영향을 미친다.
2
경계층 외부유동에서의 교란정도가 천이에 영향을 미친다.
3
층류에서 난류로의 천이는 거리를 기준으로 하는 Reynolds수의 영향을 받는다.
4
난류의 속도 분포는 층류보다 덜 평평하고 층류경계층보다 다소 얇은 경계층을 형성한다.
해설
압력구배가 영인 평판 위 경계층 유동에서 난류의 특성을 검토하면, "난류의 속도 분포는 층류보다 덜 평평하고 층류경계층보다 다소 얇은 경계층을 형성한다"가 틀린 이유는 난류 경계층이 층류보다 더 두껍고, 속도 분포가 더 평평하기 때문이다.
난류 경계층은 벽 근처에서의 강한 혼합으로 인해 층류보다 더 큰 운동량 두께를 가지며, 속도 프로필도 층류의 포물선형보다 훨씬 더 평평한 1/7승 법칙(power-law) 형태를 보인다. 반면 나머지 설명은 모두 맞다.
- 표면조도는 난류 천이를 촉진한다.
- 외부 교란은 층류-난류 천이를 앞당긴다.
- 천이는 임계 Reynolds수(약 Re_x ≈ 5×10⁵)에서 결정된다.
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