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전산유체 역학이란? 전산 유체 역학(CFD, Computational fluid dynamics)은 유체 현상을 기술한 비선형 편미분 방정식으로 알려져 있는 나비에 스톡스 방정식 (Navier-Stokes Equations)을 유한 차분법 (Finite Difference Method, FDM), 유한 요소법 (Finite Element Method, FEM), 유한 체적법(Finite Volume Method, FVM) 등을 활용하여 이산화 방법을 활용하여 대수 방정식으로 변환하여 수치해석적 방법으로 (numerical methods) 특정 알고리즘을 사용해 유체 유동 문제를 해석하는 것을 뜻한다. 컴퓨터를 활용하여 특정 공학 문제에서의 유체 및 기체의 상호작용을 해석 한다. 그러나, 식을 가정을 활용해 간단화 시키거나,.. 2022. 7. 22.
레이놀즈 수란 무엇일까? 저번 시간에는 유체역학에서의 가장 기초가 되는 파스칼의 원리, 베르누이 방정식에 관해서 알아보는 시간이었다. 오늘은 유체역학에서 가장 많이 쓰이는 개념인 레이놀즈수에 관해서 알아보겠다. 레이놀즈수(Reynolds number)는 간단하게는 유체가 흐르는 데에 있어, 층류와 난류를 구분하는 척도가 되는 무차원수라고 이해하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 조금 더 상세히 들여다보면, 관성과 점성에 관한 비로소 결정된 유동 조건 내에서 앞서 말한 두 종류의 힘의 관계를 정량적으로 나타낸 무차원 수이다. 레이놀즈수는 유동이 층류 또는 난류인지 판단하게 해주는 무차원수로써, 층류가 지배적일 때에는 레이놀즈수가 낮게 나타나고, 유동이 안정적이며, 평이하게 나타난다. 하지만, 난류는 점성에 의하기 보다는 관성이 지배.. 2022. 7. 22.
파스칼의 원리 및 베르누이의 법칙 이번 글에서는 유체역학에서 기본이 되는 파스칼의 원리 및 베르누이 법칙에 대해서 알아보도록 하겠다. 1. 파스칼의 원리 먼저 파스칼의 원리는 프랑스 수학자인 블레즈 파스칼에 의해 정리가 되었다. 밀폐된 공간 속에서 비압축성 유체의 특정 부분에서 가해지는 압력의 변화가 유체의 다른 부분에 그 힘 그대로 전달된다는 것이 기본 원리이다. 조금 더 파고들면, 파스칼의 원리라는 것은 밀폐된 공간에 저장된 액체가 점성과 압축성을 완전히 무시한 액체(비압축성 액체)면, 그 액체의 압력분포는 서로 동일하게 나타나게 된다. 또한, 액체의 특정 부분에 가해지는 힘(압력)은 그 크기와 관계없이 액체의 모든 부분에 골고루 전파된다는 정의를 가지고 있는 법칙을 뜻한다. 이 파스칼의 원리가 가장 많이 사용되는 장비는 피스톤으로,.. 2022. 7. 21.
유체란? 유체는 고체에 비해 모양이 일정하지 않다. 따라서, 모양이 쉽게 변하고, 자유성이 뛰어나, 쉽게 흐를 수 있는 것을 총칭한다. 그에 따라, 액체, 기체 및 플라즈마가 유체에 속한다. 그런 유체의 흐름 및 특성에 관하여 연구하는 학문이 유체역학이다. 유체는 점성에 따라 크게 두 가지로 나뉘는데, 뉴턴 유체와 비 뉴턴 유체이다. 뉴턴 유체는 아이작 뉴턴의 이름을 딴 용어로써, 전단변형률과 전단응력과의 관계는 선형적인 관계를 가지고 있으며, 그 관계 곡선이 원점을 지나는 유체를 말하는 것이다. 그와 관련된 비례 상수가 점성 계수이다. 비 뉴턴 유체는 일정한 점도를 따르지 않는, 다시 말해, 뉴턴의 점성 법칙 및 응력에 무관한 유체를 뜻한다. 비 뉴턴 유체에서의 점도는 힘이 강도에 따라서 더 액체 또는 더 고체.. 2022. 7. 21.

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