하늘 보면서 살자구요

(Rate of momentum Accumulation) = (Rate of momentum entering) - (Rate of momentum leaving) + (sum of Forces acting on the system) 운동량은 $F_{sys} = \frac{d}{dt}(mv)_{sys} = \frac{dP_{sys}}{dt}$로 표현된다. 이를 Reynolds 수송정리에 따라 검사체적에 관한 식으로 바꾸면 다음과 같다. (선형 운동량 방정식) $F_{CV} = \frac{\partial P_{CV}}{\partial t} + \dot{P}_{out} - \dot{P}_{in}$ $\displaystyle F_{CV} = \frac{\partial}{\partial t}\Big(\int_{C..

유체의 흐름에 대한 식은 미분방정식으로 풀이되므로 적분 시 경계 조건에 유의해야 한다. Rate of accumulation = rate of Input - rate of Output + rate of (generation - consumption) $Flux = \frac{quantity}{(area)×(time)}$ 기본식을 물질(질량) 수지에 대해 미분방정식을 세우면 다음과 같이 정리된다. (연속방정식) $\frac{\partial \rho}{\partial t} = -\Big[ \frac{\partial (\rho u)}{\partial x} + \frac{\partial (\rho v)}{\partial y} + \frac{\partial (\rho w)}{\partial z}\Big] = -(..

흐르는 유체의 거동은 벽의 영향의 유무에 따라 크게 달라진다. 이상유체의 경우 비압축성이고 점도가 0이다. 흐름 중에 순환이나 작은 와류(eddy)가 생기지 않아 irrotational flow라고도 한다. 마찰이 생기지 않아 기계적 에너지가 열로 손실되지 않는다. 일반 유체의 경우 유속이 아주 작고 점도가 크지 않다면, 경계벽의 영향은 인접한 경계층에서만 일어나고 그 외의 부분은 퍼텐셜 흐름이 된다. 하지만 일부 실제 흐름의 경우 유로 전체를 경계층이 차지할 수도 있다. 층류에서는 속력이 빠를수록 경계층 영역도 커진다. 경계층에 대하여 inertia force(관성력) $\rho u^{2} >> \mu u/D$ Viscous force(접착력)이라면 난류(Turbulent flow)가 형성된다. 그 기..

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)..

혹시 미래 기술에 대해 상상해 본 적 있으신가요? 저는 두꺼운 전화기가 얇은 유리조각이 된다는 게 인상 깊었는데요, 이게 머지않아 가능하다면 믿으실 수 있나요? 지난 5월 23일 전세계 디스플레이가 한 자리에 모여 다양한 최신 기술을 선보이는 국제 정보 디스플레이 학회 SID 2023이 개최됐습니다. 여기서 LG 디스플레이는 기존 투명 OLED TV 패널에 터치 기능을 내재화한 제품을 공개했습니다. 이러한 디스플레이 혁신은 얇고 선명한 화면을 위해 기존의 LCD 대신 OLED를 개발하면서 시작됐는데요, 이제 얇아지다 못해 투명해졌네요! 그렇다면 투명 OLED는 어떻게 가능한 걸까요? LCD는 전극이 걸리면 배열이 바뀌어 선택적으로 빛을 투과하는 액정을 이용해 백라이트에서 나와서 액정을 통과한 빛으로 색을..

빛은 광자로서 존재하며 플랑크 방정식을 만족한다. $E = hv = \frac{hc}{\lambda}$ 일반적으로 전자구름은 전기장과 작용하여 분극이 유도된다. 이에 따라 복사 에너지를 흡수하거나 매질을 통과하는 빛에 속도를 줄인다. 두번째 경우가 빛의 굴절이다. 굴절률: $n = \frac{c}{v}$ 스넬의 법칙을 통해 굴절각으로 굴절률을 계산할 수 있다. $\frac{n_{1}}{n_{2}} = \frac{\sin{\phi_{2}}}{\sin{\phi_{1}}}$ 이때 굴절각은 표면에 대하여 수직인 선분에 대한 각이다. 만약 입사각이 임계각 이상이라면, 반사각은 90º가 된다. 빛은 고체와 상호작용하며 통과되거나 흡수되거나 반사된다. $I_{0} = I_{T} + I_{A} + I_{R}$ 비교적 ..