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열전달 12강에서 라플라시안 계산과정에 대한 질문입니다.

Ch. 3 One-Dimensional, Steady-State Conduction
작성자
Godjunpyo (관리자)
작성일
2021-08-31 05:39
조회
391
구글링을 통해서도 잘 안나와서 질문드립니다.

 

제가 따지려는건 아니고, 분명 권준표 교수님께서 아시는 고등한(?) 미적분학 지식에 의거한 가정이었음을 믿어 의심치 않지만

제가 아는 상식선에서 질문드리고 싶습니다ㅠ.

 

라플라시안의 경우 직교좌표계와 구면좌표계에서 유도되는 공식의 형태가 있습니다.

 

거기서 n이라는 대수는 등장하지 않는데요 교수님께서 12강 heat generation 부분에서 라플라시안을 r과 n의 형태로 표현하셨습니다.

 

아마 우리의 이해를 돕기 위해서 하신 말씀일테지만 이해가지 않는 부분들이 상당히 많았습니다.

 

1. r의 n제곱이 어째서 d/dr 연산자를 자유자재로 드나드는건지..?

: 교수님께서 왜 저렇게 나온지를 간략히 설명하실때 (d/dr)밖에 r의 n제곱, 안에 n제곱 있으니 곱하면 사라지죠? 그러니까 이렇게 표현하는겁니다..

라는 식으로 말씀하셨는데 제가 분명히 알기로는 d/dr 안팎으로 r에 관한 상수만 자유롭게 드나드는 걸로 알고 있습니다.

 

2. 적분 하는 과정에서 d(dT/dr)을 적분하면 dT/dr이 된다(?)

: 이것도 맞는 설명이신건지 잘 모르겠습니다.

 

 

뒤에서 다 설명해주실 줄 알았는데 결국 제일 중요한 가정이었던 첨부드린 캡쳐파일이 왜 맞는 것인지

(왜 저렇게 설정을 하신건지도 솔직히 이해가지 않습니다.. 나오는 최종 식의 형태를 위해서라는 뉘앙스로 강의에서 설명하시던데

그건 저 가정이 왜 맞는지가 충분히 설명되어야 맞는 논리 아닌가요ㅠㅠ)

 

설명이 제게 와닿지 않아서 질문드립니다.

 

 

 

교수님 제가 진짜 따지려고 질문한게 아니라 정말 알고 싶어서 질문드리는 점 이해해주셨으면 좋겠습니다!!

분명 제가 모르는 부분이 많기 때문에 이런 질문을 드리는 것일 테지요.. 한수 가르침 주시면 정말 감사하겠습니다.

 

오늘도 좋은 하루 보내세요 교수님!

전체 1

  • 2021-08-31 05:45

    [첫 번째 질문에 대한 답변]

    라플라시안의 정의가 저렇다는 것은 아닙니다.

    위의 내용애 대해 논리적으로 이해가 어려우시다면,
    (d/dr)(d/dr) 연산자를 취하는 과정에서
    좌변의 (d/dr) 중 하나를 우변으로 넘기고
    양변에 같은 r^n을 곱해주는 방식으로 이해하면 되겠습니다.

    넘겨준다는 것은 엄밀히 말하면
    좌, 우변을 적분해준다는 의미이고
    적분 후에 같은 함수를 곱해줘도 등식은 성립하기 때문에
    논리적인 비약은 없겠습니다.

    [두 번째 질문에 대한 답변]

    dx를 적분하면 x가 되는 것처럼
    d(dT/dr)을 적분하면 dT/dr이 되는 것은
    크게 어렵지 않은 부분입니다.

    자연스럽게 이해해보시면 좋겠습니다.

    수학적으로 보다 논리적인 증명을 해드릴 수 있다면 좋겠으나
    열전달 수업에 대한 내용으로는 적절치 않아 보이기 때문에
    이 정도로 답변드릴 수 있도록 하겠습니다.

    이해에 도움이 됐으면 좋겠습니다.
    질문해주셔서 감사합니다.


Heat Transfer, Incropera, DeWill, Bergman, Lavine, Willey

Ch. 1 Introduction
Ch. 2 Introduction to Conduction
Ch. 3 One-Dimensional, Steady-State Conduction
Ch. 4 Two-Dimensional, Steady-State Conduction
Ch. 5 Transient Conduction
Ch. 6 Introduction to Convection
Ch. 7 External Flow
Ch. 8 Internal Flow
Ch. 9 Free Convection
Ch. 10 Boiling and Condensation
Ch. 11 Heat Exchangers
Ch. 12 Radiation: Processes and Properties
Ch. 13 Radiation Exchange Between Surfaces
Ch. 14 Diffusion Mass Transfer