난류

주의. 이 문서는 물에 대해 다룹니다. 이 문서는 너무 시원해서 보는 당신의 속마저 시원해져 얼어 뒈질 수 있습니다. 삼가 故 너의 띵복을 왼손으로 네네고~ 오른손으로 네네고~ 아무튼 야무지게 액션넴.

주의. 이 문서는 심각하게 노잼일 수 있습니다. 이 글은 노잼 드립이 있는 문서입니다. 그리고 정보도 안 주는 쓰레기통 행이 어울리는 문서입니다.

주의. 이 문서는 좆문가가 작성했거나 그 자체에 대해 다루고 있습니다. 이 문서는 좆문가에 대해 다루거나 검증되지 않은 지식으로 똥이나 싸지르는 무뇌 병신 좆문가가 작성한 문서입니다. 암에 걸릴 수도 있으니 뒤로가기를 누르거나 팩트폭력을 가해 줍시다.

난류(Turbulent flow)는 Reynolds number가 상당히 높은 상태에서 발현되는 흐름이다. 대략 4000이상? 물론 이 범위가 절대적인 것은 아니고 '층류'문서에서도 말했듯이 관의 여러 요인에 따라서 다르다.

Reynolds number가 크다는 것은 분자가 분모보다 크다고 해석할 수 있다. 분자는 관성력을 의미한다고 했는데, 난류는 점성력으로 제어되지 않고 관성에 의해 여기저기 미친듯이 뽈뽈거리는 흐름을 생각하면 된다.

어지간한 대부분의 유체의 흐름은 다 난류상태이다.

난류의 특징

상대적으로 점성의 영향력보다 관성의 영향력이 크다고 했다. 이는 Reynolds number에서 만약, 같은 직경의 관이라면 층류보다 유속이 아주 빠른 상태로 볼 수 있다. 자동차도 미친듯이 빠른속도로 달리면 제어가 안되는 거랑 같은것이다.

이 상황을 층류에서 써먹었던 8차선 고속도로의 상태로 해석하면 좀 무시무시한데, 차들이 고속도로에서 차선도 안 지키고 막 180~200을 밟고 다닌다고 생각하면 된다.

난류는 이런 특징 때문에 3차원의 불규칙한 운동을 한다. 층류는 층을 지어서 한 방향으로만 흐르기 때문에 1차원운동이라고 생각할 수 있지만, 이놈은 그냥 이 층 저 층 구분같은건 전혀없고 지 내키는 대로 막 흔든다. 그러니 3차원운동이다.

이런 난잡한 3차원 운동때문에 물 입자들이 지들끼리 부딪히면서 에너지를 잃기도 하는데(비교적 층류보다 크게) 점성마찰에 의한 손실에 비하면 그다지 큰 수준은 아니다.

흐름이 복잡해서 오죽하면 해석 프로그램을 쓰기도 한다.

층류가 잘 섞이지 않는 흐름이라면 난류는 전체적으로 혼합이 아주 잘되는 흐름이다. 그래서 난류 흐름에 잉크를 탄다면 존나 잘 퍼지는 것이다.

역시 전체적인 유속은 직경이 동일한 관에서 모두 일정하며, 층류와는 다르게 각 유속 층(뚜렷한 층을 이루고 있지는 않지만)의 유속분포가 일정(층류보단)하다.

하지만 점성은 어쨌든 반드시 존재한다. (그래서 난류든 층류든 관 벽에서는 유속이 0이고 중심에서 속도가 max인것)

난류의 구체적인 흐름

관 내에서 난류의 흐름이 형성되는 과정은 '층류'와 비슷하지만 이 녀석은 추가적인 길이가 더 필요하다. 이는 아마 점성력의 영향력이 열세여서 그런것으로 생각된다.

간단히 말하면 흐름이 처음 유입될 때에는 등류 상태였지만, 흐르면서 이놈 저놈에게 힘을 받다보니 모양이 변하다가 어느 정도 흐르게 되면 힘의 균형에 밸런스가 생겨서 모양이 고정된다.