Re:입구 조건에서 Turbulence Intensity (%) ??

[이해연]

앞분에 덧붙여 부족하지만 설명을 드리겠습니다.


우선 우리가 흔히 생각하는 유체의 속도는 평균 속도를 말하는 것이지요.

여기서 평균 속도는 이상화된 속도이지 실제로 유동을 본다면 우리가 생각하고 있는것 처럼

유체의 입자들이 모두 같은 속도로 흐르고 있는 것이 아님을 우리는 알고 있습니다.

실험적인 면만을 본다면 아무리 실험 조건을 완벽하게 한다고 해도..

이상적인 조건- 유체의 모든 입자들이 평균 속도로 운동하는 조건-을 만들기는 불가능 합니다.

왜냐하면 여러가지 이유들이 있을수 있겠는데..

간단히 생각해 보면.. 파이프 내벽의 거칠기라든지 아니면 기계나 사람들로 인한 진동이나 소음등..

이 모든것들은 작.지.만. 분명 유동에 영향을 미치고 있고..

이로 인해서 유체의 각 요소들의 속도는 모두 제각각 다른 속도들을 가지고 있습니다.

(그러므로 실제 유동에서는 전체 유체의 평균 속도 이외에 속도의 섭동이 존재하는 것은 자명한 일입니다.)

그러한 의미에서.. 난류강도는..
유동의 평균 속도에 비해서.. 이러한 섭동은 대체 어느 정도냐.. 하는 것을 나타냅니다.
(즉, 섭동과 평균 유동속도의 비)


유동은 아시다시피 층류와 난류로 나누어 지는데..

층류 (어느 일정한 속도 이하로 움직이는 유동 즉, 임계 레이놀즈수 이하를 갖는 유동)에서는

이러한 섭동들이 유동이 흐를 수록 점성의 영향때문에 감쇠되어

섭동이 유동장에 영향을 미치지 못하게 됩니다.


그러나 난류에서는 다르지요..

즉.. 유체를 어느 정도 속도 이상으로 흐르게 하면 (임계 레이놀즈수 이상을 갖는 유동)

유동은 층류에서 난류로 천이되고..

층류에서는 유동에 영향을 미치지 못하던 섭동들이

난류에서는 유동장에 매.우. 중.요.하.게 영향을 끼치게 되는 것이지요.

그야말로 잔잔히 흐르던 것이 혼잡하고 무작위하게 운동을 하게 되니까요..

그러므로 난류에서 섭동은(난류강도) 유체의 속도장, 운동장, 온도장, 열-물질 교환 등등

의 영역에 큰 영향을 미치므로은 매우 중요합니다.


(층류에서 난류로 바뀌는 것이 왜-어떻게 일어나는가?? 섭동이 대체 유동장에 어떻게 영향을 미치는가??
하는 점은 난류를 연구하는 학자들에게 조차 완벽하게 이해되지 못하고 있으며..
-어느 저명한 학자의 말을 빌리자면.. 신에게 물어보고 싶은 첫번째 질문이라고 합니다. 하하-
그나마 밝혀진 이론들도 여기서 설명을 하기는 굉장한 에너지의 소모가 필요하다고 말씀을 드리고 싶네요.. ^^;;)


그러니 난류강도를 조금씩 변하게 하시면서 해석을 하시면..

차이점이 생기게 되는 것입니다.
(난류 유동을 보고 계시니까요.)

[alwayspine]

답변에 너무 감사드립니다.ㅜㅜ