유체역학

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[유체역학 퍼펙트 완성] 유체의 개념

Ch. 1 Introduction
작성자
갓준표
작성일
2024-03-24 12:19
조회
84
#유체역학​ #유체의개념

liquid는 shear stress에 resist 를 어느정도 하기에 viscosity 라는 성질을 갖는 것 아닌가요? solid는 shear stress를 (항복응력 보다 작게) 받았을 때 initially 하게 변형을 하지만 liquid 는 연속적으로 계속 변하는 것으로 학교에서 설명을 들었습니다. 그리고 viscosity를 배울때 liquid층 마다 마찰에 의한 stress가 작용하여 유체가 유동한다고 들었던 거 같은데, 이 말은 liquid가 liquid가 shear stress에 resist를 어느정도 하기 때문에 발생하는 것 아닌가요?
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  • 2024-03-24 12:27

    안녕하세요. 액체의 점성력(viscosity)에 관한 질문을 주셨습니다. 특히, 학교에서는 액체가 응력에 대해 연속적으로 변한다고 들었는데 이 내용은 액체가 전단응력에 대해 저항할 수 없다는 것으로 이해하셔서 기존의 점성의 개념에 상충한다고 생각하여 질문한 것으로 이해했습니다.

    아래의 답변을 요약하여 답변을 드리자면, 고체와 액체 분자 사이의 인력이 상대적으로 강하고 약할 뿐, 아예 그 저항이 없는 것으로 이해하면 안된다는 것입니다.

    1) 말씀하신 대로, 액체는 전단 응력(shear stress)에 어느 정도 저항하기 때문에 점성(viscosity)이라는 성질을 가지게 됩니다.

    2) 고체가 항복응력보다 작은 전단응력을 받았을 시, initially하게 변형을 한다는 말이 무슨 말인지는 모르겠습니다. 아마 linear하게 변형을 하는 elastic deformation을 한다는 것을 의미하는 것 같습니다. 고체는 항복 응력 이하의 전단 응력을 받으면 초기에는 변형이 일어나지만, 일정 수준 이상의 전단 응력을 받으면 소성 변형이 일어나게 됩니다. 반면에 액체는 아무리 작은 전단 응력을 받더라도 연속적으로 변형이 일어나게 됩니다. 이는 액체 분자들 사이의 인력이 고체에 비해 상대적으로 약하기 때문입니다.

    3) 액체의 점성은 액체 층 사이에서 발생하는 마찰력에 의해 나타나게 됩니다. 액체가 유동할 때, 각 층 사이에는 속도 구배가 존재하게 되고, 이로 인해 층과 층 사이에는 마찰력이 작용하게 됩니다. 이 마찰력이 전단 응력으로 작용하여 액체의 흐름을 방해하게 되는데, 이것이 바로 액체가 전단 응력에 저항하는 점성의 근원이 됩니다. 따라서 액체의 점성은 액체 분자들 사이의 인력과 액체 층 사이의 마찰력에 의해 결정되며, 이는 액체가 전단 응력에 어느 정도 저항하기 때문에 나타나는 성질입니다.


Fluid Mechanics, M. White, McGrawHill
Ch. 1 Introduction
Ch. 2 Pressure Distribution in a Fluid
Ch. 3 Integral Relations for a Control Volume
Ch. 4 Differential Relations for Fluid Flow
Ch. 5 Dimensional Analysis and Similarity
Ch. 6 Viscous Flow in Ducts
Ch. 7 Flow Past Immersed Bodies
Ch. 8 Potential Flow and Computational Fluid Dynamics
Ch. 9 Compressible Flow
Ch. 10 Open-Channel Flow
Ch. 11 Turbomachinery

  • “유체역학 한방에 끝내기” 는 초등학생도 이해할 수 있게끔 쉽고 재미있게 유체역학을 설명하고 있습니다.
  • 공식만 외워서 문제를 푸는 방식은 올바른 역학 공부법이 아니고, 조금만 응용된 문제가 나오면 접근하기가 매우 어려워져 좋은 시험 점수(좋은 학점)을 받기가 매우 어려워집니다.
  • 원리와 원칙에 충실하여 어떤 문제가 나와도 개념에 충실해서 풀 수 있어야 학업성취도, 취업 면접, 대학원 시험 등에서 좋은 결과를 기대할 수 있습니다.