수리학 제10장 연습문제 풀이

본문내용

,
시산법으로 계산하면, D=0.92m
12. 저변 폭 6m, 측면경사 1 : 1.5(수직 : 수평)인 제형단면수로(n=0.018)에 2.5㎥/sec의 물이 흐르고 있다. 등류수심 2.4m가 형성되기 위해 필요한 수로의 경사를 구하라.

n=0.025, 5

시산법으로 계산하면,
13. 수로 폭이 15m, 수심이 1m인 구형 인공수로의 경사가 1/800이다. 수로 바닥과 측벽의 조도계수가 각각 0.015와 0.025일 때 유량을 계산하라.
, n1=0.025, n2=0.015


등가조도
14. 문제6에서 수로의 저변과 측면의 조도계수가 각각 0.018 및 0.025라면 유량은 얼마이겠는가?
, n1=0.025, n2=0.018
P1=4.47m, P2=3m

15. 개수로 내 흐름의 단면적이 20㎡일 때 다음의 경우에 대한 최량수리(수리학적으로 유리한)단면을 결정하라.
a)구형
일 때 이므로,
,
b)측변경사 1:2인 제형
측벽의 경사가 주어졌으므로, 일 때 이다. m=2
b=0.48h
시산법으로 계산하면
c)삼각형
이고 m=1일 때 이므로
16. 수로경사가 0.001인 구형단면수로(n=0.015)에 40㎥/sec의 물이 흐를 때 최량수리단면을 설계하라.
, n=0.015

일 때 이다. p=2h+b=2b , A=bh=b2/2
시산법으로 계산하면, b=5.53m, h=2.765m이다.
17. 측면경사 1:2인 제형단면수로의 경사가 0.0009이고 조도계수는 0.025이다. 이 수로에 17㎥/sec의 물이 흐를 때 최량수리단면을 설계하라.
, n=0.025, m=2
측벽의 경사가 주어졌으므로, 일 때
,

시산법으로 계산하면, h=2.29m, b=1.1m
18. 측면경사 1:2인 제형단면수로(n=0.025)에 1.2㎥/sec의 물을 흘려보내고자 한다. 수로 바닥의 세굴을 방지하기 위해 평균유속을 1m/sec로 하고자 할 때 최량수리단면을 결정하라. 또한 허용 가능한 최량수로경사를 구하라.
, n=0.025, m=2, V=1/sec
측벽의 경사가 주어졌으므로, 일 때
,
, A=2.48h2
h=0.7m, b=0.34m
시산법으로 계산하면, I0=0.0025
19. 삼각형수로에서 최량수리단면은 3각형의 꼭지각이 90°일 때임을 증명하라.
, 이다.
최량수리 단면의 조건은 단면적이 일정할 때 윤변의 길이가 최소일 때이다.
따라서 h에 관해서 P를 미분하면
m=1 일 때, 최량수리단면이다.
이다.
삼각형수로에서 최량수리단면은 삼각형의 꼭지각이 90°일 때이다.
20. 측면경사가 5:4인 제형단면의 콘크리트 수로(n=0.014)를 통해 80㎥/sec의 물을 유하시킬 계획이다. 최량수리단면으로서 평균유속이 2.5m/sec를 초과하지 않을 수로경사를 구하라.
, n=0.014, m=0.8, V=2.5/sec, 경사 5:4=1:0.8
측벽의 경사가 주어졌으므로, 일 때
,
, A=2.96h2
h=3.29m, b=3.16m
시산법으로 계산하면, I0=0.00032
21. 직경이 D이고 경사가 1/200인 원형 콘크리트관(n=0.014)을 통해 0.8D의 수심으로 0.5㎥/sec의 물이 흐르고 있다. 이 관의 직경을 구하라.
, , , n=0.014, d=0.8D
,
Q=0.5㎥/sec, D=?
d=0.8D이므로
,
시산법으로 계산하면, D=0.66m
22. 직경 3m, 경사 1/2500인 원형 콘크리트관(n=0.013)을 통해 7.6㎥/sec의 물이 흐를 때 수심과 유속을 구하라.
, n=0.013,
, ,
Q=7.6㎥/sec, d=?, V=?
시산법으로 계산하면, d=2.12m
1.425m/sec
23. 직경 3m, 원형 콘크리트관(n=0.015)속에 4㎥/sec의 물이 0.9D 수심으로 흐르고 있다. 이 관의 경사를 구하라.
d=0.9D=2.7m, n=0.015, =5
, =6.7m2,=0.89m
,
시산법으로 계산하면, I0=0.000094
24. 직경 3m, 경사 1/1,000인 원형 콘크리트관(n=0.014)을 통해 물이 흐를 때 관내의 수심 변화에 따른 유량의 변화를 표시하는 수리특성곡선을 그려라. d/D=0.02부터 시작하여 계산 간격을 0.05씩 증가시켜 계산하는 컴퓨터 프로그램을 만들고 방안지에 특성곡선을 그려라. (graph는 EXCEL을 사용하여 그릴 것)
, , , n=0.014
,
d/D와 Q/QF 의 수리특성곡선
d/D=0.02부터 0.05씩증가

키워드

1. 수심이 1m, 폭이 3m인 구형(矩形)수로의 경사가 0.,   2. 직경 3m인 암거에 수심 1m의 등류가 흐르고 있다.,   3. Manning의 조도계수 n=0.030과 R=2m에 대응하는 Ch,   4. 수심이 1.5m, 폭이 3.6m인 구형수로에서 유량이 11,   5. 목재판으로 만들어진 구형수로의 폭은 1.5m, 수심