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과학

유동 박리

유동 박리과학
영문명
Flow separation
주요 위치
물체 표면 부근의 경계층
관련 조건
역압력 기울기 등
영향
후류와 압력 및 힘의 변화
유동 박리는 벽을 따라 흐르던 유체의 경계층이 표면을 따라 유지되지 못하고 떨어져 나가는 현상이다. 흐름 방향으로 압력이 높아지는 역압력 기울기 등이 원인이 될 수 있으며 압력 분포와 항력에 영향을 준다.

표면을 따라 흐르기 어려워진다

벽 가까이에서는 점성의 영향으로 속도가 바깥 흐름보다 작을 수 있다. 이런 유동이 흐름 방향으로 높아지는 압력을 만나면 전진 운동이 더 약해질 수 있다. 조건에 따라 벽 근처에 역류가 나타나고 흐름이 표면에서 분리된다.

압력 기울기와의 관계

흐르는 방향으로 압력이 감소하면 유체가 가속되는 방향의 조건이고, 압력이 증가하면 유동을 늦추는 역압력 기울기가 된다. 역압력 기울기가 있다는 사실만으로 모든 경우에 곧바로 박리가 발생한다고 판단할 수는 없다. 속도 분포와 경계층 상태가 함께 중요하다.

난류가 미치는 영향

난류 경계층은 운동량을 벽 가까이로 교환하는 특성 때문에 조건에 따라 층류보다 강한 역압력 기울기를 견딜 수 있다. 이는 난류가 언제나 모든 항력을 줄인다는 뜻은 아니다. 표면 마찰과 박리에 따른 압력 항력을 구별해 전체 효과를 살펴야 한다.

날개와 다른 물체

날개의 큰 유동 박리는 실속과 관련되며 다른 물체의 뒤쪽 흐름에도 영향을 줄 수 있다. 박리 이후의 후류는 물체가 받는 압력과 항력 특성을 바꾼다. 모양이 같은 물체라도 유동 조건에 따라 박리 위치와 결과가 달라질 수 있다.

관련 문서

경계층 / 미끄럼 없음 조건 / 층류 / 난류 / 실속 (항공) / 항력 / 압력 계수 / 레이놀즈 수