2014 서울시 연구직 유체역학 문제 정답 - 2014.6.28.

 

유체역학_연구사A정답(2021-04-16 / 241.6KB / 151회)

 

 1. 뉴톤(Newton)의 점성법칙과 관계 있는 것은? ① 전단응력, 속도구배, 점성계수 ② 동점성계수, 전단응력, 속도 ③ 압력, 동점성계수, 전단응력 ④ 속도구배, 절대온도, 점성계수 ⑤ 동점성계수, 전단응력, 밀도 2. 상온, 상압 상태에서 물의 체적을 1% 압축하는데 얼마의 압력을 가하여야 하는가? (단, 물의 체적탄성계수 E = 0.2105×105 kgf/cm2 이다) ① 0.2105×105 kgf/cm2 ② 0.2105×103 kgf/cm2 ③ 1.415×10-5kgf/cm2 ④ 1.415×10-3kgf/cm2 ⑤ 2.415×10-3kgf/cm2 3. 1/4원으로 된 곡면의 수평 길이가 2m일 때 1/4원통 AB면에 작용하는 힘의 수직성분은 몇 N인가? (단, 액체의 비중량은 γN/m3 이다) ①  ②    ③     ④     ⑤     4. 달걀을 물에 넣었더니 달걀 전체체적의 10%가 수면 위에 떠 있었다면 달걀의 비중(specific gravity)은 얼마인가? ① 0.1 ② 0.2 ③ 0.5 ④ 0.9 ⑤ 1.0 5. 레이놀즈 수송정리(Reynolds transport theorem)에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 유체 시스템 내에 물리량의 순간변화율은 검사면을 통과 하는 순유출률의 합과 같다. ② 레이놀즈 수송정리에 적용 가능한 물리량은 질량, 선형운 동량, 각운동량 그리고 에너지이다. ③ 검사체적은 항상 고정된 상태에서 적용 가능하다. ④ 유체 시스템에 대한 미분해석 방법이다. ⑤ 층류와 난류를 구분하는 기준에 관한 이론이다. 6. 수력구배선(hydraulic grade line, HGL)에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 에너지구배선(energy grade line)보다 위에 있다. ② 항상 수평선이다. ③ 위치수두와 속도수두의 합을 나타내는 선이다. ④ 위치수두와 압력수두의 합을 나타내며, 주로 에너지구배 선(energy grade line)보다 아래에 위치한다. ⑤ 위치수두와 속도수두의 곱을 나타내는 선이다. 7. 물 제트가 수직 방향으로 위에서 아래로 떨어지고 있다. 지면으로부터 높이 10m인 지점에서 속도가 5m/s이고, 물 제트의 지름은 0.1m이었다. 속도가 10m/s가 되는 지점은 지면으로부터 얼마 높이에 위치하는가? (단, 중력가속도는 10m/s2 으로 간주한다) ① 2.5m ② 3.75m ③ 4.5m ④ 6.25m ⑤ 7.5m 8. 지름이 4cm인 소방 노즐에서 물 제트가 40m/s의 속도로 건물 벽에 수직으로 분사되고 있다. 벽면이 받는 힘은 얼마 인가? ① 1.51kN ② 2.01kN ③ 2.51kN ④ 3.01kN ⑤ 3.51kN 9. 다음 중 무차원수와 그 설명이 옳은 것은? ① 레이놀즈(Reynolds) 수 = 점성력/관성력 ② 프루드(Froude) 수 = 점성력/중력 ③ 코시(Cauchy) 수 = 탄성력/점성력 ④ 마하(Mach) 수 = 음속/유체속도 ⑤ 웨버(Weber) 수 = 관성력/표면장력 10. 길이가 L 이고, 속도가 U 로 달리는 자동차의 항력시험을 위해 1/10 축소모델을 제작하여 수동(Water tunnel)에서 시험하고자 한다. 동력학적 상사성을 만족시키기 위해 수 동의 유속은 얼마로 설정하여야 하는가? (단, 물은 공기에 비해 밀도는 1000배이고, 점도가 100배이다) ① 100U ② 10U ③ U ④ U/10 ⑤ U/100 11. 원관 내 유동에서 층류와 난류의 관 마찰계수는 각각     ,     (Re는 레이놀즈 수)로 주 어져 있다. 관 내에 흐르는 유속이 2배가 되면 동일한 거 리에 대해 압력강하는 층류와 난류에 있어 각각 몇 배가 되는가? ① 층류：2배, 난류：27/4배 ② 층류：2배, 난류：23/4배 ③ 층류：22 배, 난류：27/4배 ④ 층류：22 배, 난류：23/4배 ⑤ 층류：2배, 난류：21/4배 12. 관로계의 부차적 손실에 대한 다음 설명 중 옳은 것은? ① 부차적 손실은 관 마찰 손실에 비해 매우 작으므로 대부분 무시할 수 있다. ② 관의 직경이 일정하면서 굽어져 있는 엘보우의 경우 부차적 손실은 존재하지 않는다. ③ T자형 분기관에서 직선 방향의 주 유동과 90 로 굽어 지는 보조관을 따른 부차적 손실계수는 서로 다른 값을 가진다. ④ 관로계의 형상이 동일하면 부차적 손실계수는 유속에 관계 없이 일정하다. ⑤ 직렬로 연결된 관로계에서 각 배관에 걸리는 압력손실은 동일하다. 13. 안지름 50mm인 곧은 원관 속을 비중이 0.9인 기름이 60L/min의 비율로 정상적으로 흐른다면, 이 때의 레이놀즈 (Reynolds) 수는? (단, 기름의 점성계수는 5×10-3kgf ․ s/m2 이다) ① 868 ② 768 ③ 668 ④ 568 ⑤ 468 14. 20℃의 공기를 지름 500mm인 공업용 강관을 써서 240m3 /min로 수송할 때 100m당의 압력강하를 수두로 표시하면 얼마인가? (단, 관마찰계수 =0.1×10-3이다) ① 323mm ② 423mm ③ 523mm ④ 623mm ⑤ 723mm 15. 수평 원통관 속에서 충분히 발달된 층류흐름일 때 압력 손실 ∆는? (단, ：관의 직경, ：관의 길이, Q：유량, μ：점성계수이다) ①   ②    ③    ④   ⑤   16. 평판 위 흐름에서 층류 경계층의 두께와 레이놀즈 수( )에 관한 설명 중 옳은 것은? ① 층류 경계층의 두께는 에 비례한다. ② 층류 경계층의 두께는 에 반비례한다. ③ 층류 경계층의 두께는   에 비례한다. ④ 층류 경계층의 두께는   에 반비례한다. ⑤ 층류 경계층의 두께는 와는 관계가 없다. 17. 유속 3m/s인 물의 흐름 속에 피토(Piot) 관을 흐름 방향으로 세웠을 때 그 수주 높이는? ① 0.92m ② 0.46m ③ 9.2m ④ 4.6m ⑤ 2.3m 18. 압축성 유동에서 관의 단면적이 하류로 갈수록 증가하는 디퓨저(diffuser)에서 일어나는 현상 중 올바른 것은? ① 아음속 상태이면 하류로 갈수록 압력이 점점 감소한다. ② 아음속 상태이면 하류로 갈수록 속도가 점점 빨라진다. ③ 초음속 상태이면 하류로 갈수록 압력이 점점 증가한다. ④ 초음속 상태이면 하류로 갈수록 속도가 점점 빨라진다. ⑤ 아음속 상태와 초음속 상태에 상관없이 속도, 압력 변화는 동일하다. 19. 수력도약(hydraulic jump)이 일어나기 전후에서의 수로 깊이가 각각 1.5m, 9.5m였다. 수력도약으로 인한 손실수 두는 얼마인가? ① 9.24m ② 8.98m ③ 5.42m ④ 2.45m ⑤ 1.43m 20. 터보형 유체기계에서 축류형, 사류형, 원심형과 같은 형식을 결정하는 기준이 되는 무차원 수는 무엇인가? ① 비속도 ② 양정계수 ③ 동력계수 ④ 유량계수 ⑤ 마찰계수