수리수문학-수리학적 상사

오늘은 수자원공사의 시험과목인 수리수문학과 관련된 문제를 풀어봤습니다.

 

주제는 "상사법칙"입니다. 축적비에 따라 개수로와 관수로는 일정한 기하학적 관계를 가집니다.

 

개수로에서(선박, 댐, 파도 등등 다른 요소로도 표현가능) 1:100(모형 : 원형)의 축척비로 실험을 합니다.
문제 상황에 따라 수심이 1:100만큼 차이가 난다 이렇게 표현될 수도 있는데, 같은 말이니 똑같이 해석하시면 됩니다!
Q1. 원형의 주기가 12시간일 때, 모형의 주기는? : 
> 길이비의 0.5승만큼 차이
> 1.2시간(10배 차이)
Q2. 원형의 속도가 100m/s일 때 모형의 속도는? :
> 길이비의 0.5승만큼 차이
> 10m/s(10배 차이)
Q3. 원형의 유량이 10일 때 모형의 유량은?
> 길이비의 2.5승(5/2)만큼 차이가 난다!
>10x(1/100)^(5/2) = 10x(0.1)^5 = 10^(-4) = 1/10000

쉽게 생각하면 개수로에서는 모형으로 축소되었을 때, 원형과 비교하여 속도, 유량, 주기가 줄어든다고 생각하면 편합니다.

단! 관수로일땐(ex 잠수함) 조심해야하는데 이때는 모형의 속도가 더 커진다. 이유는 개수로와 달리 관수로에서는 레이놀법칙을 적용받기 때문이에요
예를 들어 축척비가 1:100(모형:원형)인 원형잠수함이 수심50m에서 속도가 1m/s일 시 모형잠수함의 속도는 100m/s이니 조심하세요!