조선대학교 기계공학과 유체역학2 HW#4

소개

조선대학교 기계공학과 정**교수님의 과제입니다.
19년도와 20년도 유체역학1의 과제내용이 같은것으로 보아
유체역학2 역시 같은 내용일 것이라 생각됩니다.

모든 풀이과정을 상세하게 나열하였습니다.

목차

1. <9장 - 물체 주위의 유동>
- 연습문제 [9.1C], [9.1], [9.12], [9.20], [9.22], [9.29]

본문내용

<9.1C> 얇은 평판을 흐르는 두 유체의 경우, A와 B가 그림에 나타나 있다. 속도분포와 경계층 두께들은 실제 크기를 나타낸다. 이 두 경우에서 알 수 있는 것은?

<9.1> 정삼각형 바를 지나는 물에 의해 그림과 같은 압력분포가 생성된다고 가정하라. 바에서 양력과 항력 수를 구하라 (frontal area 기준). 전단력은 무시한다.

<9.12> 상류속도가 0.5m/s인 물이 유동과 평행한 평판을 지나 흐른다. 전연으로부터 대략 어느 지점에서 경계층이 난류가 되는가? 이 지점에서 경계층 두께는 얼마인가?

<9.20> 그림과 같이 공기가 0.3 m 정사각형 덕트 내로 유입된다. 유동 방향으로 경계층 배제두께가 증가하기 때문에, 경계층 밖에서의 속도가 일정하게 유지되려면 덕트의 단면적이 증가되어야 한다. 0 < x <3 m의 범위에서 U가 일정하게 유지될 수 있는 덕트 크기 d를 x의 함수로 나타내어라. 층류유동으로 가정하라.

<9.22> 지구 표면에서 바람이 불 때 대기 경계층이 형성된다. 이런 속도분포는 u=ayn의 멱법칙(power law)으로 쓸 수 있다. a와 n은 지형의 형태에 의존하는 상수이다. 그림과 같이, 도시는 n=0.4, 숲이나 교외는 n=0.28, 평평한 지역은 n=0.16이다.
(a) 배 돛의 바닥(y=1.2m)에서 바람 속도가 6 m/s이면, 돛대 끝(y=9m)에서의 속도는 얼마인가?
(b) 건물 10층에서의 평균속도가 16 km/h이면, 60층에서의 평균 속도는 얼마인가?

<9.29> 층류경계층 속도분포를 그림에 나타낸 두 개의 선분으로 근사화하였다. 운동량적분방정식을 사용하여 경계층 두께 델타(x)와 벽면전단응력 타우(x)를 구하라.

참고자료

· 유체역학 [ 8판 ], [ 7판 ]
· Bruce R.Munson 저 / 강동진, 김경훈 등역 | 퍼스트북