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과학

미끄럼 없음 조건

미끄럼 없음 조건과학
영문명
No-slip condition
대상
유체와 고체 벽의 경계
접선 방향 조건
유체 속도 = 벽 속도
정지 벽의 경우
접한 유체의 접선 속도 0
미끄럼 없음 조건은 고체 벽에 접한 유체의 접선 속도를 벽의 접선 속도와 같게 두는 경계 조건이다. 점성 유동의 기본 모형에서 사용하며 벽이 움직이면 그 표면에 접한 유체도 같은 속도로 움직인다.

벽에 대한 상대 속도를 본다

정지한 벽에서는 벽에 바로 접한 유체의 접선 속도를 0으로 둔다. 움직이는 벽에서는 유체의 절대 속도가 0인 것이 아니라 벽과의 상대적인 접선 속도가 0이다. 어느 기준계에서 속도를 표시하는지 함께 확인해야 한다.

흐름 전체가 멈추는 것은 아니다

벽에서 속도가 0이어도 벽에서 떨어진 유체는 움직일 수 있다. 관 중심이나 벽 사이 내부에는 다른 속도가 존재할 수 있다. 경계 한 지점의 조건을 유체 전체에 대한 조건으로 확대해서는 안 된다.

쿠에트 유동에서의 적용

아래 판이 정지하고 위 판이 일정한 속도로 움직이는 모형에서는 두 벽에서 각각의 속도를 유체에 부여한다. 이 두 경계 조건과 유동 방정식을 함께 사용해 내부의 속도 분포를 구한다. 미끄럼 없음 조건만으로 내부 모든 위치의 속도가 바로 결정되는 것은 아니다.

통과 불가 조건과의 차이

벽을 수직으로 통과할 수 없다는 조건은 법선 방향의 운동에 관한 것이다. 벽을 따라 미끄러지지 않는다는 조건은 접선 방향에 관한 것이다. 불투과성 벽을 다루더라도 접선 방향에 어떤 조건을 쓰는지는 별도로 명시해야 한다.

관련 문서

쿠에트 유동 / 하겐-푸아죄유 법칙 / 층류 / 점성 / 유체 / 속도 / 벡터 / 경계 조건