유체역학 (36) - 개수로 유동

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개수로 유동은 인공적으로 조성된 수로를 통해 유체가 흐르는 현상을 말합니다. 이는 농업, 수력 발전, 도시 계획, 환경 공학 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.

문제: 폭 2m, 경사 1% (경사 1m당 1cm 하강)의 개수로에 물이 흐를 때, 평균 유속을 계산하시오.

풀이: 물의 평균 유속은 중력에 의해 결정되므로, 매닝 공식을 사용할 수 있습니다.

\( v = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2} \)

여기서 n은 매닝 조도 계수(가정)

R은 수력 반경(가정)

S는 개수로의 경사입니다

S는 0.01 (1%)로 계산할 수 있습니다.

문제: 개수로에 3m³/s의 유량이 흐르고 있을 때, 필요한 개수로의 최소 폭을 계산하시오. 가정된 평균 유속을 사용하십시오.

풀이: 유량 Q는 폭 b와 평균 유속 v에 의해 결정됩니다.

\( Q = v \times A \)

\( A = b \times \text{깊이} \, (\text{가정}) \)

이를 통해 필요한 개수로의 최소 폭을 계산할 수 있습니다.

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