2022년 5급 공채 기술 2차 유체역학

그림과 같이 간격이 h＝5mm인 평행한 두 평판 사이에 점도가 \mu＝0.001N․s/m²인 유체가 흐르고 있다. 이 때, 아래 평판은 바닥에 고정시킨 채 위 평판은 V＝10m/s로 움직이고 유체 내의 흐름 방향의 압력구배는 \frac{{dp}}{{dx}}＝－2×10³Pa/m이다. 유체의 흐름을 무한히 큰 두 평판 사이의 완전히 발달된 층류유동이라고 가정할 때 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
[그림]

아래 그림과 같은 여수로 유동에서 단면 1, 2에서의 유동은 균일하며 정수압분포를 갖는다. 유동손실이 무시될 수 있다고 가정할 때 다음 물음에 답하시오. (총 10점)

아래 그림과 같은 곡관을 통해 물이 흐르고 있다. 이 때, 곡관의 입구에서 지름 d_{1}은 0.15m이며, 유속 V_{1}은 0.2m/s, 게이지 압력 p_{1}은 300Pa로 일정하다. 곡관 출구의 지름 d_{{2}}는 0.10m, 곡관의 각도 \theta는 35°이다. 곡관 내의 유동은 정상 유동이며, 입구와 출구에서 유동은 균일하다. 물의 밀도는 1,000kg/m³으로 일정하다. 중력과 점성의 영향은 고려하지 않는다. (총 10점)
[그림]

직경 30cm의 매끈한 구(비중 SG＝1.5)에 대하여 다음 각 경우의 종단 속도(자유낙하 시 물체가 도달하는 최대속도)를 구하시오. 단, 물의 밀도는 1,000kg/m³, 공기의 밀도는 1.2kg/m³, 중력가속도는 9.81m/s²이다. (총 15점)