[감정사 2022년 57번] 유속이 0.5 m/s인 해상에 길이 100 m 오일펜스를 전장하여 설치하… 정답과 해설

유속이 0.5 m/s인 해상에 길이 100 m 오일펜스를 전장하여 설치하려고 한다. 해조류에 의한 스커트의 부하량을 500 kgf로 하기 위해서는 스커트 깊이를 약 얼마로 해야 하는가?

선박에 의한 유류오염 손해배상에 관한 일반적 지식

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정답 ④ — 유체 항력 공식

F = C_d \cdot \frac{\rho v^2}{2g} \cdot (L \times d)

에서 직각 평판의 항력계수

C_d \approx 2.0

을 적용하여 계산하면 스커트 깊이

d

는 약 0.2 m(20 cm)가 됩니다.

① 1 cm로 설정할 경우 수중 면적이 $1\text{ m}^2$ 에 불과하여 발생하는 부하량이 약 25 kgf 수준으로 목표 부하량(500 kgf)에 크게 미치지 못합니다.
② 2 cm로 설정할 경우 수중 면적이 $2\text{ m}^2$ 가 되어 부하량이 약 50 kgf 수준에 그치므로 옳지 않습니다.
③ 10 cm로 설정할 경우 수중 면적은 $10\text{ m}^2$ 이며, 이때 발생하는 부하량은 약 250 kgf로 목표치인 500 kgf의 절반에 불과합니다.
④ 20 cm(0.2 m)로 설정하면 수중 투영면적이 $20\text{ m}^2$ 가 되며, 항력 공식 $F = C_d \frac{\rho v^2}{2g} A$ 에 대입 시 약 500 kgf의 부하량을 만족하므로 옳습니다.

[감정사 2022년 57번]