2016년08월21일 58번
[기계유체역학] 원통 주위를 흐르는 비점성 유동(등류 유입 속도는 Vo)에서 원통 표면에서의 자유류 속도 최대값은?
- ① √2Vo
- ② 1.5o
- ③ 2o
- ④ 3o
(정답률: 24%)
문제 해설
원통 표면에서의 자유류 속도 최대값은 비점성 유동에서의 경계층 분리가 일어나는 지점에서 발생한다. 이 지점에서의 속도는 경계층 분리 전의 속도보다 약간 더 빠르다.
경계층 분리는 Reynold 수가 일정 값 이상일 때 발생한다. 원통 주위의 Reynold 수는 다음과 같이 주어진다.
Re = (반경 x 등류 유입 속도) / 동점성계수
따라서, Reynold 수가 일정 값 이상이 되기 위해서는 등류 유입 속도가 높아야 한다. 따라서, 등류 유입 속도가 Vo일 때, 최대 속도는 2o가 된다.
경계층 분리는 Reynold 수가 일정 값 이상일 때 발생한다. 원통 주위의 Reynold 수는 다음과 같이 주어진다.
Re = (반경 x 등류 유입 속도) / 동점성계수
따라서, Reynold 수가 일정 값 이상이 되기 위해서는 등류 유입 속도가 높아야 한다. 따라서, 등류 유입 속도가 Vo일 때, 최대 속도는 2o가 된다.
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