난류 (turbulent flow)

항공우주공학·항공운항학
한 줄 정의: 유체 입자들이 불규칙하고 무작위적으로 뒤섞이며 흐르는 유동 상태로, 층류에 비해 마찰항력은 크지만 운동량 교환이 활발해 유동 박리에 대한 저항력이 더 큽니다.
유체의 흐름 방향을 나타낸 개념도
관 또는 유로 내부를 흐르는 유체의 유동 개념을 나타냅니다.

쉽게 풀면

난류는 공기 입자들이 이리저리 뒤섞이며 소용돌이치듯 흐르는, 층류보다 훨씬 불규칙한 흐름 상태입니다. 뒤섞임이 많은 만큼 표면과의 마찰이 커서 항력이 늘어나지만, 동시에 바깥쪽의 빠른 공기가 표면 근처로 활발히 섞여 들어오기 때문에 흐름이 쉽게 떨어져 나가지 않고 표면에 잘 붙어 있으려는 성질이 있습니다. 그래서 실속을 늦추고 싶을 때는 일부러 흐름을 난류로 만드는 장치를 쓰기도 합니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"익형 앞전 부근에 트립 와이어를 설치해 인위적으로 난류 전이를 유도하고 박리 지연 효과를 검증하였다."

날개 앞부분에 작은 철사를 붙여 일부러 흐름을 흐트러뜨려서, 흐름이 떨어져 나가는 시점을 늦추는 효과가 있는지 실험으로 확인했다는 내용입니다.

주의할 점

난류가 항상 나쁜 것은 아니며, 골프공의 딤플처럼 오히려 난류를 유도해 박리를 늦추고 전체 항력을 줄이는 경우도 있으므로 상황에 따라 다르게 평가해야 합니다.

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