레이놀즈 수 (Reynolds number)

레이놀즈 수(Reynolds number)

유체 역학에서 가장 많이 쓰이는 무차원 수로 물리적인 의미는 관성력/점성력 이다. 보통 흐름이 층류인지 난류인지를 판별하는데 사용된다. 

아래에 설명할 레이놀즈 수를 포함하는 유동의 상사성을 이용하여 작은 모형에 대한 시험을 통해 보단 큰 실제적인 구조물 (예를 들면 비행기)의 흐름을 이해하는데 사용된다.

정의

 : 유동의 평균 속도

 : 특성 길이(characteristic length)

 : 유체의 점성 계수(Dynamic Viscosity)

 : 유체의 동점성 계수(Kinematic Viscosity)

 : 유체의 밀도

* 특성길이는 형상에 따라 달라지는데 원형 파이프에서는 파이프의 내경, 평판 위의 유동의 경우는 평판의 길이가 된다.

외우기 쉽게  만 알아도 된다.

임계 레이놀즈 수(critical Reynolds number)

유동이 층류에서 난류로 천이(transition)되는 지점에서의 레이놀즈 수. 실제로 이러한 천이는 점차적으로 진행이 되기 때문에 임계 레이놀즈 수의 값은 대략적인 값으로 보아야 한다. 

층류 (laminar flow) : Re < 2000 

천이영역 (transient flow) : 2000 < Re < 4000

난류 (turbulent flow) : 4000 < Re

물리적으로는 점성력에 비해 관성력이 클수록 난류가 된다.

유동의 상사성

두 유동이 상사(similarity) 이기 위해서는 

동일한 기하학적 형상 (전체적인 크기는 달라도 된다. 예를 들면 삼각형이면 똑같은 scale down된 삼각형)

동일한 Re와 Eu (오일러 수, Euler No.)

참고문헌

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A0%88%EC%9D%B4%EB%86%80%EC%A6%88_%EC%88%98

https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_number