해당 시험 일시는 2019년 8월이었고, 이에 대해서는 이전에 제 네이버 블로그에 포스팅했던 글을 Tistory에 다시 올립니다. 저의 네이버 블로그에 포스팅되어 있는 후기(1) url: https://blog.naver.com/fish991/221744062064
학부 막학기가 끝난 지금, 시간이 꽤나 지나고나서야 글을 쓰게 됐습니다.
결론적으로 카이스트 2차 면접에서 불합격하였음에도 불구하고 카이스트 기계공학과 대학원으로 지원하는 누군가에게 1차 시험과 2차 면접의 경험이 도움이 될까하고 글을 올려봅니다.
올해 2019년 7월에 카이스트 기계공학과 대학원에 지원했었으며 8월 5일에 1차 시험을 보고 8월 20일에 면접이 시행되었습니다.
우선 제가 합격한건 1차까지였습니다.
1차 전공시험에 대해서 어떻게 구성되어 있으며 어떻게 시험이 치루어지는지 무슨과목이 어떻게 출제 되었는지를 말씀드리도록 하겠습니다.
[1차 전공시험]
시험일시 - 2019년 8월 5일
시험과목 - 전반적인 수학 (해석학, 선형대수 등), 고체역학, 동역학, 열역학, 유체역학 (5과목)
시험시간 - 총 4시간 (시간 구성은 다음과 같습니다)
첫 번째 시험 세트 - 2시간
(휴식시간 20분 간식배부)
두 번째 시험 세트 - 2시간
* 시험 1세트 구성 (수학, 고체역학, 동역학, 열역학, 유체역학 각 1문제씩)
- 시험 2세트 - 총 10문제 출제
시험문제 -
시험문제에 대한 평은 범위가 넓은 만큼 중요한 부분들 (큼직한 부분)위주로 공부해주시면 되며 문제는 과목별로 난이도가 조금씩 달랐습니다. 평균적으로 문제 자체의 난이도는 교과서의 예제 또는 연습문제정도로 나오며 몇 몇 과목은 그보다 조금 더 생각해야 풀릴수 있게 나왔습니다.
문제의 기본 구성은 문제당 (a), (b), (c), (d) 처럼 꼬리문제가 나와 있었으며 적게는 3개 많게는 5개까지 꼬리문제가 붙어 나왔습니다.
-첫 번째 세트 1교시-
1Q. 수학 - (기본적인 Ordinary Differential equation 문제)
이번에는 첫 문제는 거의 대학교 1학년 물리문제를 푸는 문제처럼 종단속도에 대한 문제를 출제하였습니다. Free body diagram을 그리고 Equation of motion을 적어 미분방정식을 그대로 풀면 됩니다. 이번에는 정말 수학적 모델링도 쉬웠으며 상미분방정식을 푸는 것 또한 변수분리외의 테크닉은 들어가지 않았었습니다.
(가속도 term때문에 변수분리를 두 번했어야 하긴 했었습니다)
*추가적으로 ODE, PDE등의 문제는 카이스트에서 수학문제로 단골문제입니다.
특히 손으로 풀수 있는 ODE의 경우 - 'Exact differential equation'부터 'integrating factor'를 곱해서 푸는 방법까지 전반적으로 알고 가셔야 합니다.
PDE의 경우는 손으로 풀수 있는 유형이 정해져 있기때문에 이또한 ODE로 분리하여 푸는 'Separable Partial Differential Equations'정도는 최소한 알고 가시면 될 것 같습니다.
2Q. 고체역학 - (Stress 해석, Tensor 해석, Factor of safety개념)
고체역학이 조금 어렵게 나온 편이었습니다. 이번 시험의 경우 재료 거동학에서 조금 자세하게 배우는 Von-mises stress 개념이 나왔습니다.
- Tensile yield stress (재료의 yield가 일어나는 stress)가 주어지며 이에 따라서 위의 Shaft를 주어진 Polar coordinate상의 stress equation 에 해석하여 집어 넣고 수식을 정리한 이후 각 문제 요구에 맞는 Term으로 수식을 정리하여 답을 하는 문제였습니다.
*문제에서 주어진 equation이 Von-misies (effective stress) form으로 나왔습니다.
- 기본적으로 Stress(Tensor)에 대한 제대로된 개념이 있어야 적용가능하고 재료 거동학에서 나오는 Tresca Criterion (Maximum shear stress criterion)의 개념을 고체역학적으로 돌려 물어봤습니다. 위의 개념을 알면 정말 쉽게 풀 수 있는 문제였습니다.
3Q. 동역학 - (Rigid Body 해석 Work & Energy)
동역학 문제로는 질량이 m인 사각형 모양의 바퀴달린 자동차 mass center에 질량이 m인 막대가 달려 있었으며 이를 어느 각도 (theta)높이에서 떨어뜨릴때 막대기의 일반적인 (a) 각속도를 수식으로 구하는 문제 (b) 막대가 자유낙하할때의 최대속도 를 구하는 문제 (c) 막대가 마지막 지점에 도달할때의 위치에 대한 문제
*(c)번문제는 정확히 기억나지 않습니다 아마 저 문제였을겁니다. 따로 복기를 해놓긴했었는데 복기할때도 (c)문제는 정확히 기억은 나지 않고 어렴풋이 위와 같았던걸 물었던걸로 기억합니다.
동역학은 여러분도 아시다시피 풀수 있는 방법이 1) Equation of motion, 2) Work & Energy, 3) Impulse and momentum 3개 방법으로 현상을 해석하고 풀어나갈수 있습니다. 다만 저는 위의 문제에는 Work & Energy문제로 푸는것이 가장 쉽다고 생각하였으며 그렇게 풀었습니다.
4Q. 열역학 - (Energy equation, Isentropic process)
열역학 문제에서는 Cycle에 대한 해석을 물어볼줄 알았는데 의외로 유체역학의 개념과 합쳐져서 나왔습니다.
h1이라는 위치에서 물이 Pipe를 통해서 h2위치로 떨어질때 (h1>h2) Turbine을 거치게 되는데 이때
(a) Turbine이 낼수 있는 최대 에너지 (Power)는 얼마일 것인가?
(b) 위의 최대 Power를 낼때 필요한 물의 mass rate는 얼마인가?
(c) Pipe관의 넓이는 얼마로 해야하는가?
(d) Isentropic efficiency가 0.6일때 생성되는 Entropy는 얼마인가?
대략 위와 같은 문제였습니다. 위의 문제를 풀때는 저 같은경우 어차피 같은 수식으로 귀결되지만 Bernoulli equation과 Energy equation을 이용하여 풀었습니다. (Maximum이기에 마찰을 무시한다는 가정을 쓰고 베르누이를 쓰십시오)
5Q. 유체역학 - (Hydrostatic Force on a Curved surface)
유체역학에서 정말 의외의 문제가 나왔습니다. 바로 정수력학이 나왔습니다.
- 물에 원의 1/4모양의 gate가 있을때
물이 이 gate surface에 주는 수직, 수평 Resultatn force는 얼마인지, 그에 따른 수평, 수직 작용점은 어디에 있는지 마지막으로 Pin의 반력을 구하는게 문제였습니다.
- 기계에서 정수력학 문제는 많이 안다루는데 이렇게 의외의 문제가 나올수 있으니 챕터별로 큰 부분들은 다 보고가시는걸 권장합니다.
위의 5문제가 2시간동안 보는 첫 번재 세트 시험문제였습니다.
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