안녕하십니까 수리수문학을 강의하고 있는 한웅규입니다.
1. p57, 94번
->이 경우 문제의 조건 자체를 잘 이해하지 못해 질의드립니다.
교재상의 풀이를 보면 결국 압력중심점이 B지점 위로 작용하는 것이
수문이 넘어지지 않는다는 뜻 같은데... 현재 그림상으로는 BC부재가
이 수문을 지지하는 형태인데 이 것이 잘 이해되지가 않습니다.
94번문제는 해설이 잘못되었습니다. AB, BC길이가 2m라고 삼각형 ABC가 정삼각형이라고 단정지을 수 없기 때문에 문제 해설이 잘못되었다고 생각하시면 되겠습니다.
2. P94, 55번
움직이는 판의 충격력에 관한 문제입니다.
문제 해설상을 보면 충격력 공식 Fx=w/g*4*A*(v-u)^2*(1-cos x') 을
사용한 풀이가 되어있습니다만, 왜 곡면판의 경우 F=w/g*Q*(v-u)*(1-cos x')가
안되는 지가 궁금합니다. 첫번째 공식 A*(v-u)가 될경우 유량 Q가 계산에서
줄어드는 것이 아닌가요? 기존 평판에서 움직이는 판의 경우 F=w/g*Q*(v-u)로
구했는데, 어떤점이 다른 것인지 질의드립니다.
이동하는 판에 작용하는 충격력 문제에서는 이동하는 속도를 u로 생각하시면 충격력과 같은 방향으로 작용하기 때문에 유속에는 (v-u)로 대입해서 풀어주셔야 합니다.
따라서, 1/9.8×(파이×0.082/4)×(35-10)×(25-(25cos150))
또는 1/9.8×(파이×0.082/4)×(35-10)×(25-(-25cos30))으로 풀이하시면 되겠습니다.
3. P100, 94번
-> 문제 상 조건은 관수로내 물이 정지되어있을때와 흐르게 하였을때의 압력을
측정, 이때의 유속과 유량값을 구하는 문제입니다만..
저는 정지되어있을때와 흐르기 시작했을때를 베르누이 방정식으로 풀이하였었는데, 풀이가 되지 않더군요. 문제 풀이는 물이 흐르기 시작했을떄의 압력을 동압력 자체로 보고 풀이하였던던데... 왜 이런 풀이가 되는지와 베르누이 방정식으론 풀이가 왜 적용 안되는지 궁금합니다.
주어진 조건으로 유속과 유량을 베르누이 방정식에 대입하여 풀기에는 미지수가 너무나 많습니다. 다시 말해, 주어진 관수로에서 직경이 조건에 주어졌다면 위치에너지가 수평관으로 가정하여 풀수 있습니다만 지금 주어진 조건으로는 베르누이 방정식에 대입하기에는 어려움이 있습니다.
따라서 베르누이정리를 압력의 항으로 표시한 동압력의 식을 대입하여 풀게 됩니다.
4. P203, 67번
-> 사각형 단면의 개수로의 비에너지를 묻는 문제입니다.
문제자체는 단순합니다만...궁금한 점은 한계수심과 비에너지 관계인
Hc=2/3*He 를 활용하여 구형단면 개수로의 한계수심식을 이용하여
He=3/2*Hc=3/2*(axQ^2 / gxb^2)^1/3 을 이용할 경우 값이 다르게 나오던데..
다른 문제들에도 적용해보니 두 식이 같이 활용이 되지 않던데 어떤 이유인가요?
비에너지는 기준 수평면이 아닌 수로바닥을 기준으로 한 수두로 단위무게의 유수를 가지고 있는 흐름의 에너지를 말하여 유량이 일정한 경우 수심만의 함수가 됩니다.
하나의 비에너지에 대한 수심은 일반적으로 2개의 대응수심이 존재하며 비에너지가 일정하다고 가정하면 Q는 h에 따라 변화하며, 한계수심은 유량이 최대가 될 때입니다. 다시 말해, 한계수심의 정의는 비에너지가 최소 , 유량이 최대일 때의 수심입니다.
문제에서 요구하는 비에너지가 최소인지 유량이 최대값인지 확인할 수 없기 때문에 비에너지와 한계수심과의 관계에서 성립되는 식을 사용하여 문제를 풀기에는 어려움이 있습니다.
5. p230, 52번
-> 비피압대수층 우물에 대한 문제입니다. 교재에서는 관련 설명이나 문제가 아예
없던지라 문의드립니다. 왜 단면적이 문제 풀이상의 식이 되는지도 궁금합니다.
일반적으로 지하수의 유량을 구하는 문제는 Q=AV= Aki 를 요구하는게 맞습니다.
그러나 비피압대수층에서의 양수는 대수층의 불투수성 바닥까지 굴착된 우물이 일정한 수두를 가진 동심원모양의 경계면으로 둘러싸여 있다면
Q=AV=2파이rhK dh/dr 로 나타낼 수 있으며
이 식을 적분하면
심정에서의 양수량 공식이 도출되게 됩니다.
따라서 문제에서 요구하는 면적은 2*파이*100*50으로 나타낼 수 있습니다.
6.(p279, 7번)
-> 이 풀이에서는 댐 건설전 유출량을 교재 합리식인 Q=1/3.6 * CIA 가 아닌
Q=CIA를 활용 하였는데, 강의상에서는 0.4km2 이하에서만 합리식을 써야지만
문제풀이때는 사실상 이를 넘어도 사용하는 경우가 있다고 하셨는 것으로
기억하는데..... a) 왜 건설전 유출량이 이렇게 되는지,
b) 댐 건설후 유출량에서는 왜 (1-0.8*0.7)*면적 에서 왜 (1-0.8*0.7)이
사용되었는지 궁금합니다.
문제 해설 시 합리식을 사용하지 않아도 됩니다.
댐건설이전 Q= 연강수량 × 유역면적 × 유출계수
댐 건설이후 Q = (연강수량 - 저수지 증발량) ×유역면적으로 나타낼 수 있습니다.
저수지의 증발량은 증발접시계수= 저수지의 연증발량/접시의 연증발량으로 나타낼 수 있기 때문에
댐건설이전 Q= 1m × (20×106)m2 ×0.4 = 8×106 m3
댐 건설이후 Q = (1 - 0.8×0.7)m ×(20×106)m2 = 8.8×106 m3
댐 건설 후 하천유량 증가량은 (8.8-8)×106 m3 으로 구할 수 있습니다.
즐거운 하루 되세요
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