질문 요약
레이놀즈 수송정리에서 풍선 문제와 관련하여 inflow에 의한 Bin만 고려하는 것이 아닌 outflow의 항도 고려해야하는 것인지, 그리고 16강 32분 문제에서 system mass의 변화율이 0인지에 대한 의문입니다.
답변 요약
Control volume에서 나가는 유량이 없기 때문에 outflow term은 0이 됩니다.
Unsplash 추천 이미지 (키워드 : Reynolds transport equation, balloon problem, inflow, bin, outflow, 16 rounds, 32 minutes, system mass, rate of change, question, control volume, flow rate )
질량 보존과 레이놀즈 수송정리
안녕하세요. 유체역학에 관한 본격적인 깊은 이해를 위해, 레이놀즈 수송정리와 질량 보존에 대한 질문을 주셔서 감사합니다. 여기에 대한 답변을 준비하였습니다.
먼저 질문주신 내용 중, 풍선의 경우 부풀고 있으므로 Flux term을 계산해줘야할 때 inflow에 의한 Bin 만 계산해주는 것이 아니라 검사체적에서 t+dt일 때의 System으로 유체가 확산되어지는 outflow의 항도 고려를 해줘야 하지 않겠냐는 부분에 대해 답변하겠습니다.
이 질문의 답은 '아니오'입니다. 제어부피 내에서 나가는 유량이 없기 때문에 outflow term은 0이 됩니다. 즉, 풍선이 부풀어 나가는 과정에서 풍선 내부의 공기는 풍선 외부로 나가지 않으므로 outflow는 고려하지 않아도 됩니다.
다음으로, 16강 32분에 대한 문제는 'Find an expression for the rate of change of system mass'인데 이것에 대한 답 자체는 0이 맞는가요? 라는 질문에 대해 답변하겠습니다.
네, 맞습니다. 시스템 질량의 변화율에 대한 수식을 찾는 문제에서 답은 0입니다. 이는 질량 보존 법칙에 따라, 시스템 내부의 질량은 변하지 않기 때문입니다. 다시 말해, 어떠한 외부 힘의 영향을 받지 않는 한, 시스템의 질량은 일정하게 유지됩니다.
유체역학은 복잡한 개념과 수식들로 이루어져 있지만, 기본적인 원리를 이해하고 그 위에서 발전시켜 나가는 것이 중요합니다. 질문해주신 내용은 이러한 원리를 이해하고 적용하는데 매우 중요한 부분이므로, 이해에 도움이 되었기를 바랍니다.
더 궁금한 사항이나 이해가 되지 않는 부분이 있다면, 언제든지 질문해주시기 바랍니다. 감사합니다.
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