무차원수의 정의및 종류

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무차원수의 관한 정의와 종류입니다.
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본문내용

· 무차원수의 종류

1. 마하수 [Mach]
유체 속에서 움직이는 물체의 속력을 나타내는 단위. 유체가 정지해 있을 때의 물체의 속력과 유체 속에서의 음속 사이의 비를 말하며 기호는 M이다. 보통 공기 속에서 고속으로 운동하는 탄환, 비행기, 미사일 등의 속력을 나타낼 때 쓴다. 유체 속에서의 음속을 기준으로 물체의 속력을 결정하는 값으로, 예를 들어 마하 0.5는 음속의 절반에 해당하는 속력이다. 마하 1은 공기 중에서의 음속인 시속 약 1,200km에 해당한다. 마하 1보다 큰 속도영역을 초음속, 1보다 작지만 부분적으로 1을 초과하는 속도를 가진 경우를 천음속, 1보다 작은 속도영역을 아음속이라고 한다. 비행체가 공기 중에서 마하 1을 넘는 초음속으로 비행하면 비행체 주위의 공기에는 충격파(shock wave)가 생성된다. 이 충격파를 전후하여 공기의 성질이 급격히 변화하기 때문에, 항공공학에서는 마하수가 중요한 의미를 가진다.

2. 레이놀즈 수 [Reynolds number]
유체역학에서 레이놀즈 수(Reynolds number)는 "관성에 의한 힘"과 "점성에 의한 힘(viscouse force)"의 비로서, 주어진 유동 조건에서 이 두 종류의 힘의 상대적인 중요도를 정량적으로 나타낸다. 레이놀즈 수는 유체 동역학에서 가장 중요한 무차원 수 중 하나이며, 다른 무차원 수들과 함께 사용되어 동적 상사성(dynamic similitude)을 판별하는 기준이 된다. 두 유동 패턴이 기하학적으로 상사일 때, 이 두 유동의 주요 무차원 수들이 동일한 값을 가지면, 이 두 유동이 동적 상사성을 가졌다고 말하며, 이 두 유동은 그 형태가 유사하게 된다. 레이놀즈 수는 또한 유동이 층류인지 난류인지를 예측하는 데에도 사용된다. 층류는 점성력이 지배적인 유동으로서 레이놀즈 수가 낮고, 평탄하면서도 일정한 유동이 특징이다. 반면 난류는 관성력이 지배적인 유동으로서 레이놀즈 수가 높고, 임의적인 에디나 와류, 기타 유동의 변동(perturbation)이 특징이다.

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