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유체역학 퍼펙트완성 48강 전단응력 질문입니다.
Ch. 7 Flow Past Immersed Bodies
작성자
갓준표
작성일
2024-12-23 08:32
조회
86
전단응력은 마찰력을 발생시키기 때문에 유체의 흐름과 반대방향으로 작용해여할 것 같은데 48강에서 비행의 날개의 항력을 설명하실 때와 층류유동의 외부유동을 설명하실 때 유채의 흐름과 같은방향으로 작용하는 것으로 설명하셨는데 왜 그런것인지 이유를 잘 모르겠습니다. 내부유동에서 관내 속도를 구할 때는 전단응력이 유체의 흐름과 반대방향으로 그리셨는데 어느방향이 맞는 것인가요?
그리고 외부유동에서 항력과 전단응력의 방향은 다른방향인데 48강에서는 왜 같은 방향인지도 궁금합니다.
마지막으로, 재료역학에서의 전단응력은 물체가 정지해있기 때문에 전단응력이 전단력과 같은방향이고 내력은 다른방향인것으로 알고 있는데 유체역학의 전단응력과 다른점이 있는지 답변해주시면 감사하겠습니다.
#외부유동 #전단응력 #유체역학
그리고 외부유동에서 항력과 전단응력의 방향은 다른방향인데 48강에서는 왜 같은 방향인지도 궁금합니다.
마지막으로, 재료역학에서의 전단응력은 물체가 정지해있기 때문에 전단응력이 전단력과 같은방향이고 내력은 다른방향인것으로 알고 있는데 유체역학의 전단응력과 다른점이 있는지 답변해주시면 감사하겠습니다.
#외부유동 #전단응력 #유체역학
Fluid Mechanics, M. White, McGrawHill
Ch. 1 Introduction
Ch. 2 Pressure Distribution in a Fluid
Ch. 3 Integral Relations for a Control Volume
Ch. 4 Differential Relations for Fluid Flow
Ch. 5 Dimensional Analysis and Similarity
Ch. 6 Viscous Flow in Ducts
Ch. 7 Flow Past Immersed Bodies
Ch. 8 Potential Flow and Computational Fluid Dynamics
Ch. 9 Compressible Flow
Ch. 10 Open-Channel Flow
Ch. 11 Turbomachinery
- “유체역학 한방에 끝내기” 는 초등학생도 이해할 수 있게끔 쉽고 재미있게 유체역학을 설명하고 있습니다.
- 공식만 외워서 문제를 푸는 방식은 올바른 역학 공부법이 아니고, 조금만 응용된 문제가 나오면 접근하기가 매우 어려워져 좋은 시험 점수(좋은 학점)을 받기가 매우 어려워집니다.
- 원리와 원칙에 충실하여 어떤 문제가 나와도 개념에 충실해서 풀 수 있어야 학업성취도, 취업 면접, 대학원 시험 등에서 좋은 결과를 기대할 수 있습니다.
안녕하세요.
학생분께서 이해가 어려운 이유는 "전단응력은 마찰력을 발생시키기 때문에 유체의 흐름과 반대방향으로 작용해여할 것 같은데..." 라는 표현에서 볼 때, 전단응력과 마찰력을 혹시 같은 개념으로 혼동하고 있나 생각합니다.
먼저, 마찰력과 전단응력은 서로 다른 개념입니다.
- 마찰력은 접촉면에서 두 물체 사이에 발생하는 힘으로, 상대 운동을 '방해'하는 역할을 합니다.
- 전단응력은 재료 내부에서 층간에 작용하는 힘으로, 물체를 '변형'시키려는 힘을 의미합니다.
1. 첫 번째 사진의 경우, 오른쪽에 p+dp가 있으므로 암묵적 합의에 의해 dp > 0 라고 생각하면, 전단응력(τ)이 왼쪽을 향하는 것을 이해할 수 있습니다.(즉, 관내에 유동은 왼쪽으로 흐르는 것입니다. u_max가 오른쪽 방향을 향하는 것은 u_max가 벡터가 아닌 스칼라값을 의미하기 때문입니다.)
2. 두 번째 사진의 경우, airfoil을 기준으로 유체의 흐름이 왼쪽에서 오른쪽을 향하기 때문에 τ가 오른쪽을 향하는 것을 이해할 수 있습니다.
*둘다 마찰항력으로 물체 표면을 따라 흐르는 유체의 점성(전단응력) 때문에 발생하는 힘으로 방향까지 동일한 것을 확인할 수 있습니다.