유체역학 현상

시각화로 이해하는 Reynolds 수와 유동 천이

관 천이는 Re 2300에서 시작한다. 원기둥 후류의 St는 0.2 근처이고, Re 10배면 DNS 격자는 약 178배다.

2026.03.25

포아즈이유 유동: 해석해 유도와 유한차분 검증

h=G=μ=1이면 중심 속도 1/2, 유량 2/3이다. 유한차분 L2는 2.78e-16에서 시작해 더 줄지 않는다.

2026.03.28

벌레는 꿀 속에서 헤엄친다 — Reynolds 수가 바꾸는 유동의 세계

같은 물의 고래 Re는 2.5×10^8, 박테리아는 3×10^-5. 점성항 계수 1/Re가 13자리를 가른다.

2026.04.21

물줄기는 왜 방울로 끊어지는가 — Plateau–Rayleigh 불안정성과 분열 레짐

kR이 0.697이면 가장 빠른 파장은 반지름의 9.02배로 붙는다. We·Oh 평면이 굵은 방울과 미립화를 가른다.

2026.04.23

회오리의 두 얼굴 — 자유와동·강제와동, 그리고 헬름홀츠

강제와동 코어는 와도 2ω로 통째로 자전한다. 자유와동은 중심만 빼고 0이고, 랭킨 이음이 r=R에 놓인다.

2026.04.28

20도의 물도 끓는다 — 캐비테이션의 물리

20°C 증기압은 2.34 kPa, 60°C는 19.9 kPa다. 목의 정압이 그 아래로 내려가면 σ가 음수가 된다.

2026.04.30

물줄기가 흐트러지는 순간 — 레이놀즈 임계수와 난류 경계층의 다층 구조

원관의 실용 임계는 Re 약 2300이다. 조용한 관은 5만까지 층류를 붙들고, 벽 안쪽은 y+로 다시 갈린다.

2026.05.05

야구공은 왜 휘는가 — 순환·Magnus·Kutta–Joukowski 정리

U=10, R=0.5의 세 순환에서 윗면 Cp는 -3에서 -15로 간다. 임계 순환의 아랫면 Cp는 1이다.

2026.05.07

초음속에선 늘어나야 빨라진다 — 마하수, 충격파, 그리고 라발 노즐의 역설

면적비 2.5의 설계 출구는 마하 2.44이고, 정압은 정체압의 6.3%까지 내려간다. 배압을 올리면 충격이 선다.

2026.05.12

짚신벌레가 헤엄치는 꿀 — 점성의 분자적 기원과 Newton·Fourier·Fick의 한 줄

1기압 공기에서 평균자유행정은 68 nm, 평균속력은 470 m/s다. μ≃ρc̄ℓ/3 한 줄이 열과 확산을 같이 적는다.

2026.05.14

다공성 매질의 세 얼굴 — Darcy·Forchheimer·Brinkman

공극 유속이 0.1 m/s를 넘으면 자갈층의 Forchheimer 항이 Darcy 점성 손실을 정확히 넘어선다.

2026.05.19

두 함수를 더했더니 원기둥이 나타났다 — 복소 포텐셜과 d'Alembert 패러독스

평행류에 doublet을 더하면 원을 안 그려도 원기둥이 생긴다. Γ=0이면 표면 압력 적분의 저항은 반올림만 남는다.

2026.05.21

굴뚝 연기는 왜 곧장 눕지 않고 말려 올라가는가 — 횡단류 제트와 역회전 와류쌍

r=2, 4, 8에서 x=10d의 높이는 5.44d, 8.66d, 13.78d다. 후류 St는 원기둥 0.21의 절반 미만이다.

2026.05.26

흐름의 세 가지 초상 — 유선·유적선·유맥선은 왜 갈라지는가

수축비 0.25에서 목 속도는 4배, 국소항은 0이다. V0=0.6, ω=2이면 유선 y는 ±0.6 안에 있다.

2026.05.28

난류는 세 자를 동시에 쓴다 — Kolmogorov 캐스케이드와 -5/3 법칙

Re가 10배가 되면 η/L은 약 0.18배가 되고, Re=10^4의 3차원 DNS는 이미 10^9 셀이다.

2026.06.02

정지한 채로 데워지는 유체 — 자연대류와 Rayleigh 수 1708

높이 0.30 m의 60도 벽은 20도 공기에서 Ra 7.03e7, Nu 54.9, 열유속 197.6을 낸다.

2026.06.04

거친 공이 더 멀리 날아가는 이유 — 항력 위기와 경계층 박리

같은 Re=1.99e5에서 항력은 2.049 N과 0.488 N으로 갈린다. 박리가 82°인지 120°인지의 차이다.

2026.06.09

더 뜨겁게 달궜더니 오히려 식었다 — 비등 곡선과 임계 열유속

Zuber CHF는 1.259 MW/m²이고, Rohsenow는 20°C에서 1.094, 30°C에서 3.692다.

2026.06.11

음속을 넘으려면 관을 넓혀라 — 수축-확산 노즐과 초킹

면적비 4의 설계점은 마하 2.940, 출구 압력비 0.0298이다. 유량을 잠그는 γ 계수는 0.5787이다.

2026.06.18

항력만 재고 열전달을 맞힌다 — 레이놀즈 상사

Re_x=10^5 평판에서 Cf/2는 1.050e-3이고, St·Pr^(2/3)만 세 Pr에서 그 값에 붙는다.

2026.06.23

가솔린 엔진은 왜 압축비 12에서 멈추는가 — 오토와 디젤 사이클

같은 압축비에서 오토 56.5%와 디젤 49%(rc=2)가 갈린다. 가솔린은 노킹 때문에 압축비 12 근처에서 멈춘다.

2026.06.25

이상기체가 거짓말을 시작하는 곳 — 압축인자 Z와 van der Waals 상태방정식

100 bar, 200 K 질소는 Z=0.7905다. 이상기체 밀도 168.4는 실제 213.0보다 약 26% 가볍다.

2026.06.30

부엌 싱크대에 매일 생기는 충격파 — Froude 수와 수력도약

Fr 2.86, 수심 0.2 m가 도약 뒤 Fr 0.42, 수심 0.714 m가 되고 비에너지 0.238 m를 잃는다.

2026.07.02

냄비 바닥에서 시작된 카오스 — Rayleigh–Bénard 대류와 Lorenz 방정식

강체 벽에서 롤은 Ra 1708에 켜진다. 로렌츠 절단에서는 ρ가 24.74를 넘는 순간 그 롤이 카오스로 무너진다.

2026.07.09

하늘에 걸린 파도의 정체 — 켈빈-헬름홀츠 불안정

공기-물 계면에서 최소 풍속은 6.6 m/s, 그때 처음 자라는 파장은 1.69 cm, 성장률은 4.89 /s다.

2026.07.14

회전하는 공은 왜 휘어지는가 — 마그누스 효과와 순환

강선 없는 포환은 무작위 스핀으로 휘고, Γ=2πa²ω의 순환이 옆힘을 만든다. spin 2의 이탈은 6.90 m로 3.71의 두 배가 아니다.

2026.07.16

물결 하나는 무리보다 빠르다 — 파의 분산과 군속도

깊은 물의 중력파는 군속도가 위상속도의 절반이고, 1.73cm 근처에서 위상속도가 0.232 m/s로 가장 느리다.

2026.07.21

물은 관을 얼마나 흘러야 포물선이 되는가 — 발달 길이와 Hagen–Poiseuille

층류 관에서 포물선이 자리 잡기까지 지름의 0.05 Re배가 걸린다. 그 전 구간에서 64/Re는 아직 성립하지 않는다.

2026.07.23

난류가 화염을 빠르게 하다 꺾이는 지점 — Damköhler 주름 가설과 bending

같은 u'/S_L=12에서도 큰 와류는 Σ=4.03을 지키지만, 작은 와류는 Ka=29에서 Σ=2.00까지 꺾인다.

2026.07.28

충격파 하나보다 네 개가 낫다 — 초음속 흡입구의 사교충격파 열

Mach 3에서 수직충격파 하나의 회수율은 0.3283이고, 8° 램프 네 장 뒤에는 0.8235까지 오른다.

2026.08.06

점성이 소용돌이를 죽이지 않는다 — 뉴턴의 1/r과 Lamb–Oseen 코어

반지름 0.5는 50배가 지나도 넷째 자리까지 그대로다. n=1에서 점성력은 0, 순환을 빼는 것은 벽이다.

2026.08.11

연기를 1 m 내려보냈더니 드래프트가 7 Pa 사라졌다 — 프랭클린 난로와 부력 예산

굴뚝 꼭대기 높이는 그대로인데 하강 유로 하나로 드래프트가 무너지는 이유를, 부력 장부와 역류 문턱으로 계산한다.

2026.08.20

코리올리 힘이 한 일은 0인데 임펠러는 1800 J/kg을 올렸다 — 회전계 에너지와 로탈피

회전 기준계에서 보존되는 것은 총엔탈피가 아니라 로탈피다. 코리올리 힘이 일을 하지 않는 이유와 펌프 헤드의 출처를 수치로 확인한다.

2026.08.27

총압이 1,080 Pa 떨어진 곳의 소산은 0이었다 — 베르누이 상수가 유선을 가로지를 때

회전하는 와류 코어에서 총압은 1,080 Pa 떨어지는데 점성 소산은 정확히 0이다. 총압 결손을 손실로 읽으면 안 되는 경계를 Rankine 와류로 확인했다.

2026.09.03

동적 계수의 49.9%가 음수로 나왔다 — Germano 항등식과 평균 연산의 자리

Germano 항등식으로 Smagorinsky 계수를 직접 재보니 절반이 음수였다. 평균을 어디서 취하느냐가 안정성을 가른다.

2026.09.15

층류에서 2.0000, 난류에서 1.0322 — 속도수두 앞에 붙는 계수

단면 평균속도로 만든 속도수두는 유동이 실제 나르는 운동에너지가 아니다. 보정계수 α를 세 가지 profile에서 직접 적분해 비교했다.

2026.09.17

속도를 4배 올려도 쐐기각은 19.47°였다 — 수심이 켈빈 항적을 90°로 벌리는 자리

배 뒤 항적의 쐐기각은 속도와 무관한 19.47°다. 수심 하나가 이 상수를 무너뜨리는 과정을 분산관계로 계산한다.

2026.09.24

격자를 8배 조여도 2.4674는 그대로였다 — 1807년 푸리에 급수가 남긴 두 상수

1807년 심사에서 반려된 푸리에 급수의 수렴 문제는 오늘 격자에서 8.9490%와 π²/4라는 두 상수로 되돌아온다.

2026.09.29

μ와 k를 같은 식에서 뽑으니 Pr이 1.98배 틀렸다 — 벽온도 123.5 K를 가른 계수 9/4

분자운동론으로 μ와 k를 함께 유도하면 Pr은 γ로 고정된다. 왜 2배 틀리는지, Eucken의 9/4가 무엇을 고치는지 코드로 확인한다.

2026.10.01

같은 χ=50에 1759 K와 818 K가 함께 걸렸다 — 화염편 라이브러리가 접히는 자리

소산율 χ를 테이블 축으로 쓰면 소염 근처에서 해가 셋으로 갈린다. 진행변수 C가 그 접힘을 펴는 과정을 61점 화염편으로 직접 풀어 본다.

2026.10.06

1 μm 알루미늄 입자가 연속체 공식보다 4.6배 늦게 데워졌다 — Knudsen 전이영역의 Sherman 조화 보간

1500 K, 1 atm에서 1 μm 알루미늄의 Kn은 0.67이다. 연속체 Nu=2는 가열 시간을 4.58배 짧게 본다.

2026.10.15

역반응 상수를 Kp로 나눴더니 2500 K에서 AlO가 99.6% 쪼개졌다 — 평형상수의 단위 (p°/RT)^Δn

kr = kf/K에 Kp를 넣으면 Δn≠0 반응의 평형이 (p°/RT)^Δn배 틀어진다. AlO 해리 반응기로 SI·CGS 실수를 재현한다

2026.10.22

혼합분율이 조금만 흔들려도 평균 온도가 964 K 내려간다 — presumed β-PDF와 Z=0의 무한대

화학양론 Z̄에서 β-PDF 평균 온도가 T(Z̄)보다 964 K 낮은 이유와, a<1일 때 균일 격자 적분이 115 K 틀리는 이유

2026.10.27