[수리학 및 수문학 과년도 기출문제] 흐름의 분류, 유선, 유적선, 유관, 유선방정식, 정류, 부정류, 등류, 부등류

 

01

유선(stream line)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

 

① 유선에 수직한 방향으로 속도 성분이 존재한다.

② 유선은 어느 순간의 속도 벡터에 접하는 곡선이다.

③ 흐름이 정상류일 때는 유선과 유적선이 일치한다.

④ 유선방정식은 $\dfrac{dx}{u}=\dfrac{dy}{v}=\dfrac{dz}{w}$이다.

 

 

해설

 

유선 : 물 또는 다른 액체가 연속으로 운동할 때 어느 순간에 있어서 물 입자의 운동을 벡터로 나타낼 수 있으며 이 속도 벡터가 접선되는 가상의 곡선을 유선이라 한다.

 

정답 ①

 

 

02

유선 위 한 점의 $x$, $y$, $z$축에 대한 좌표를 $(x,y,z)$, $x$, $y$, $z$축에 대한 속도성분을 각각 $u$, $v$, $w$라 할 때 서로의 관계가 $\dfrac{dx}{u}=\dfrac{dy}{v}=\dfrac{dz}{w}$, $u=-ky$, $v=kx$, $w=0$인 흐름에서 유선의 형태는? (단, $k$는 상수)

 

① 원

② 타원

③ 쌍곡선

④ 포물선

 

 

해설

 

 

03

속도변화를 $\Delta v$, 질량을 $m$이라 할 때, $\Delta t$ 시간에 외력 $F$가 작용할 때의 운동량 방정식은?

 

해설

 

운동량 방정식

 

 

정답 ③

 

 

04

역적 운동량(Impulse-Momentum) 방정식인 $\sum F_x =\rho Q(V_{x(in)} - V_{x(out)} )$의 유도과정에서

설정된 가정으로 옳은 것은?

 

① 흐름은 정상류(Steady Flow)이다.

② 흐름은 등류(Uniform Flow)이다.

③ 압축성(Compressible) 유체이다.

④ 마찰이 없는 유체(Frictionless Flow)이다.

 

 

해설

 

역적 운동량(Impulse-Momentum) 방정식의 유도과정에서 설정된 가정

 

• 흐름은 정상류(Steady Flow)이다.

 

• 유체는 비압축성이다.

 

• 마찰이 있는 유체이다.

 

• 정상류에서 유관의 모든 단면을 지나는 질량 유량은 항상 일정하다.

 

정답 ①

 

 

05

부등류에 대한 표현으로 가정 적합한 것은? (단, $t$ : 시간, $l$ : 거리, $v$ : 유속)

 

해설

 

부등류는 정류(정상류) 중에서 유속과 유적이 거리에 따라 변화하는 흐름이다.

 

등류와 부등류의 표현식

 

 

정답 ②

 

 

 

 

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