하늘 보면서 살자구요

유체는 응집력의 차이로 고체와 달리 탄성 대신 점성이라는 성질을 가진다. 압력에 따른 밀도변화가 있다면 기체로, 없다면 액체로 구분할 수 있다. 유체는 움직임 단위가 각 분자의 부피보다 크고, 관보다는 작을 때 연속체라 가정한다. 즉, 무질서한 운동이 아닌, 평균적인 거동으로 해석할 수 있는 상태를 말한다. 유체에서는 유체 표면에 수직으로 작용하는 수직응력(normal stress(tensile, compressive 등))과 표면과 평행하게 작용하는 전단응력(shearing stress)의 힘으로 나눌 수 있다. 유체 정역학에서는 흐름이 없기 때문에 tensile 과 shearing force는 없다. 흐름이 있는 유체의 경우 관 가까이에서는 접착력에 의해 속력이 0인 no-slip condition이..

차원해석을 통해 변수들 사이의 관계를 단순한 식으로 나타낼 수 있다. 기본적으로 모든 식은 양 변의 단위(차원)가 동일한 '차원 동일성'(차원 균일식)을 지킨다. 따라서 양 변을 적절히 정리하면, 우변을 상수로 즉, 무차원수들의 관계식으로 나타낼 수 있게 된다. 이렇게 식을 정리하면 변수의 수가 획기적으로 줄어들게 된다. 각 변수를 무차원항으로 모았기 때문에 무차원항 자체를 변수로 생각한다. Buckingham 파이 정리에 따르면 일반적으로 서로 독립적인 n개의 물리적 변수 사이의 관계식은 무차원변수가 r개이고, 기본차원(M, L, T 등)의 최소 개수가 k개일 때 r=n-k의 무차원수들 사이의 관계식으로 나타낼 수 있다. Buckingham 파이 정리에 따라 무차원수를 구할 때 반복변수법을 주로 사용한..

화공양론에서 물질수지와 에너지수지에 대해 다뤘다면, 유체역학에서는 유체와 함께 운동량수지에 대해 다룬다. 기존에 우리과 관심을 두는 공간인 '계'와 구분하여 계와 외계(+경계)에 대해 유체가 흐르는 특정 부피 공간을 검사체적(control volume)이라 한다. (open sys) 유속이란, 유체 입자가 시간에 따라 변화하는 위치변화량을 의미한다. 유선(stream line)이란, 주어진 순간 유동방향의 접선 $\frac{dx}{u} = \frac{dy}{v} = \frac{dz}{w}$ 유적선(path line)이란, 유동장 내 입자들의 특정 시간에 따른 위치를 연결한 것(지나간 실제 흔적) 유맥선(streak line)이란, 특정한 지점을 지나간 입자들을 연결한 순간궤적(모든 입자의 순간적인 궤적)..