다른 사람들 의견

• 로켓연구가 (02-08-08 21:40)

    하하. 저도 같은 경험을 한 적이 있습니다. 유체역학을 공부한 역대의 학자들도 같은 고민을 했구요. 지금 님이 생각하시는 것은 점성을 배제한 뉴턴유체. 즉 포텐셜 이론에 의한 유체를 말씀하시는 겁니다. 그러나 1904년 위대한 Prandtl이 제안한 경계층 이론에 의해 유체에 점성이 본격적으로 도입이 되면서 저항의 의문이 풀리기 시작했지요. 헥헥. 저를 더 도와주실분 리플 부탁드립니다.

  하하. 저도 같은 경험을 한 적이 있습니다. 유체역학을 공부한 역대의 학자들도 같은 고민을 했구요. 지금 님이 생각하시는 것은 점성을 배제한 뉴턴유체. 즉 포텐셜 이론에 의한 유체를 말씀하시는 겁니다. 그러나 1904년 위대한 Prandtl이 제안한 경계층 이론에 의해 유체에 점성이 본격적으로 도입이 되면서 저항의 의문이 풀리기 시작했지요. 헥헥. 저를 더 도와주실분 리플 부탁드립니다.
• 잠수함 (02-08-09 01:56)

    잠수함설계시 유체저항을 최소화시키는 물방울 모양으로 만든다는 소리를 들은적이 있는데...

  잠수함설계시 유체저항을 최소화시키는 물방울 모양으로 만든다는 소리를 들은적이 있는데...
• hide4 (02-08-09 08:28)

    윗분들이 쓰신 글이 맞는 말이기는 한데, 질문하신 내용과는 다소 거리가 있는 듯 싶어 적어 봅니다.  우선, "저항"이라는 용어의 정의를 확실히 해 둘 필요가 있을 것 같군요.  "저항(항력; drag)"이란, 유체중을 운동하는 물체에 작용하는 외력 성분으로, 특히 운동 속도벡터의 반대 방향 성분을 칭하는 것이지요.  이에반해, 수직 방향 성분을 "양력(lift)"이라 하며, 점성과는 거의 관련이 없다는 것이 널리 알려져 있습니다.

  윗분들이 쓰신 글이 맞는 말이기는 한데, 질문하신 내용과는 다소 거리가 있는 듯 싶어 적어 봅니다. 우선, "저항"이라는 용어의 정의를 확실히 해 둘 필요가 있을 것 같군요. "저항(항력; drag)"이란, 유체중을 운동하는 물체에 작용하는 외력 성분으로, 특히 운동 속도벡터의 반대 방향 성분을 칭하는 것이지요. 이에반해, 수직 방향 성분을 "양력(lift)"이라 하며, 점성과는 거의 관련이 없다는 것이 널리 알려져 있습니다.
• hide4 (02-08-09 08:29)

    윗분이 답하신 대로, 점성을 고려ㅎ지 않는 이상유체의 경우 D'Alembert paradox에 의해, 어떠한 형상의 물체가 어떤 운동을 하더라도 항력은 발생하지 않습니다(단, 자유표면이 존재하는 경우는, wave making에 energy가 소모되므로, 소위 조파저항 이라는 것이 걸리게 되지요).  점성을 고려해 주게 되면, 경계면 에서의 "마찰"에 기인하는 friction drag 및, 마찰에 의한 경계층내 유동의 운동량 손실에 의해 물체의 후단부에서 발생하는 "박리(separation)"및, 이로 인해 유기되는 전/후부 압력분포 변화에 기인하는(이상유체의 경우, 이 압력분포의 변화가 없습니다.) "pressure drag" 이 작용, 물체에 항력이 작용하게 되는 것이지요.

  윗분이 답하신 대로, 점성을 고려ㅎ지 않는 이상유체의 경우 D'Alembert paradox에 의해, 어떠한 형상의 물체가 어떤 운동을 하더라도 항력은 발생하지 않습니다(단, 자유표면이 존재하는 경우는, wave making에 energy가 소모되므로, 소위 조파저항 이라는 것이 걸리게 되지요). 점성을 고려해 주게 되면, 경계면 에서의 "마찰"에 기인하는 friction drag 및, 마찰에 의한 경계층내 유동의 운동량 손실에 의해 물체의 후단부에서 발생하는 "박리(separation)"및, 이로 인해 유기되는 전/후부 압력분포 변화에 기인하는(이상유체의 경우, 이 압력분포의 변화가 없습니다.) "pressure drag" 이 작용, 물체에 항력이 작용하게 되는 것이지요.
• hide4 (02-08-09 08:30)

    하지만, 지금까지의 이야기는 "고체"인 물체가 유체중을 운동하는 경우, 고체쪽의 시점에서 기술한 상황이고, 시점을 유체로 바꾸면 이야기는 상당히 달라지게 됩니다.  뉴턴의 운동제 3법칙에 의해, "작용"의 고체에 걸리는 항력에 대해, 유체도 물론 "반작용"을 받습니다.  하지만 유체는 고체와 같이 강체운동을 일으킬 수 있는 물성이 아니기 때문에, 이 반작용은 고체에서의 항력과 같이 단일한 벡터로 표현되는 힘은 아니란 예기죠.  좀 더 정확히는, 유체는 이 외력에 대해, 압력분포 및 속도분포의 변화라는 형태로 반응하게 된다는 것 입니다(유동이 생기죠?).

  하지만, 지금까지의 이야기는 "고체"인 물체가 유체중을 운동하는 경우, 고체쪽의 시점에서 기술한 상황이고, 시점을 유체로 바꾸면 이야기는 상당히 달라지게 됩니다. 뉴턴의 운동제 3법칙에 의해, "작용"의 고체에 걸리는 항력에 대해, 유체도 물론 "반작용"을 받습니다. 하지만 유체는 고체와 같이 강체운동을 일으킬 수 있는 물성이 아니기 때문에, 이 반작용은 고체에서의 항력과 같이 단일한 벡터로 표현되는 힘은 아니란 예기죠. 좀 더 정확히는, 유체는 이 외력에 대해, 압력분포 및 속도분포의 변화라는 형태로 반응하게 된다는 것 입니다(유동이 생기죠?).
• hide4 (02-08-09 08:31)

    유체의 경우 연속체이기 때문에, 임의로 경계를 설정해 주지 않는 한 유체에 대한 "외력"을 정의하는 것은 가능하지 않습니다.  따라서, 어떻게 해서라도 "힘"의 관점에서 현상을 이해하고자 한다면(물론, 전혀 그럴 필요는 없지만), 유체내에 적절히 "control volume"을 설정, control volume내의 운동량 변화 및, 경계면 에서의 유출/입 량을 계측, control volume에 작용하는 외력을 산정하는 방법도 있습니다.

  유체의 경우 연속체이기 때문에, 임의로 경계를 설정해 주지 않는 한 유체에 대한 "외력"을 정의하는 것은 가능하지 않습니다. 따라서, 어떻게 해서라도 "힘"의 관점에서 현상을 이해하고자 한다면(물론, 전혀 그럴 필요는 없지만), 유체내에 적절히 "control volume"을 설정, control volume내의 운동량 변화 및, 경계면 에서의 유출/입 량을 계측, control volume에 작용하는 외력을 산정하는 방법도 있습니다.
• 배성원 (02-08-19 15:48)

    hide4님이 제 의견과 비슷하군요. 유체내부에 저항이라는 것을 생각한다면....용어의 정의, 유체역학의 기본에서 벗어난 얘깁니다. 그 비슷한 개념으로 '압력'이 있겠지요. 고체 내부에 local한 압력의 변화는 없다고 가정하는데 유체는 이와달리 각 위치별로 압력이라는 개념이 들어갑니다. 이 압력분포에 따라 유동(유체의 속도분포)장이 또 영향을 받지요. 유체의 운동을 기술하는 Navier-stocks식에서는 속도와 압력이 highly coupled 상태이기 때문에 그 수많은 과학자들이 지금껏 매달려 있는거 아닐까요?

  hide4님이 제 의견과 비슷하군요. 유체내부에 저항이라는 것을 생각한다면....용어의 정의, 유체역학의 기본에서 벗어난 얘깁니다. 그 비슷한 개념으로 '압력'이 있겠지요. 고체 내부에 local한 압력의 변화는 없다고 가정하는데 유체는 이와달리 각 위치별로 압력이라는 개념이 들어갑니다. 이 압력분포에 따라 유동(유체의 속도분포)장이 또 영향을 받지요. 유체의 운동을 기술하는 Navier-stocks식에서는 속도와 압력이 highly coupled 상태이기 때문에 그 수많은 과학자들이 지금껏 매달려 있는거 아닐까요?
• Simon (02-08-23 06:19)

    항공기와 자동차가 유체(공기) 중에 잠긴 상태에서 운동할 때 받는 저항(drag), 즉 external flow problem과, 파이프 속을 흐르는 물이나 혈관 안을 떠도는 혈액이라는 유체가 받는 저항(internal flow problem)은 완전히 다른 이야기겠지요? 후자(internal flow)에 관한 질문이라고 가정하고 대답해 보면,

  항공기와 자동차가 유체(공기) 중에 잠긴 상태에서 운동할 때 받는 저항(drag), 즉 external flow problem과, 파이프 속을 흐르는 물이나 혈관 안을 떠도는 혈액이라는 유체가 받는 저항(internal flow problem)은 완전히 다른 이야기겠지요? 후자(internal flow)에 관한 질문이라고 가정하고 대답해 보면,
• Simon (02-08-23 06:23)

    유체(혈관이라는 viscoelastic material)가 받는 저항은 혈관의 기하학적 형상(3차원, bifurcation, branch)과 비정상적인 방해물(주행 중인 자동차를 요동치게 만드는 도로 위의 큰 돌과 같은) 동맥경화성 반점(atherosclerotic plaque)이나 거의 완전히 폐색/막혀 버린 통로...이런 넘들이 유체(혈액)의 입장에서 맞이하게 될 "저항"이라고 생각합니다.

  유체(혈관이라는 viscoelastic material)가 받는 저항은 혈관의 기하학적 형상(3차원, bifurcation, branch)과 비정상적인 방해물(주행 중인 자동차를 요동치게 만드는 도로 위의 큰 돌과 같은) 동맥경화성 반점(atherosclerotic plaque)이나 거의 완전히 폐색/막혀 버린 통로...이런 넘들이 유체(혈액)의 입장에서 맞이하게 될 "저항"이라고 생각합니다.
• Simon (02-08-23 06:25)

    아울러 심장의 박동에 따라 리드미컬하게 움직이게 되는 혈관의 tensigrity, vibrating characteristics 또한 유체의 입장에서는 "저항"이 될 수도 있다고 생각합니다.

  아울러 심장의 박동에 따라 리드미컬하게 움직이게 되는 혈관의 tensigrity, vibrating characteristics 또한 유체의 입장에서는 "저항"이 될 수도 있다고 생각합니다.
• Simon (02-08-23 06:26)

    왜냐하면, 청룡 열차를 타고 동굴을 지나갈 때, 아무런 움직임이 없는 그런 보통 동굴을 지나가는 경우와, 흔들 의자 또는 공중위의 외줄과 같이 스스로 움직이며 요동하게 되는 동굴 속을 지나칠 때 청룡 열차 안에 타고 있던 입장객들이 느끼게 될 " 공포감 " 은 분명히 차이가 있을 테니까 말이죠.

  왜냐하면, 청룡 열차를 타고 동굴을 지나갈 때, 아무런 움직임이 없는 그런 보통 동굴을 지나가는 경우와, 흔들 의자 또는 공중위의 외줄과 같이 스스로 움직이며 요동하게 되는 동굴 속을 지나칠 때 청룡 열차 안에 타고 있던 입장객들이 느끼게 될 " 공포감 " 은 분명히 차이가 있을 테니까 말이죠.
• 황인태 (03-02-07 15:06)

    학부에서는 난이도상 이상유체를 다룰 수 밖에 없어서 그렇습니다. 앞서 말한분이 계시지만 Newtonian fluid니 Prandtl의 난류거리 이론이니 하면 머리 쥐나구 유체 특유의 뜬구름 잡는듯한 개념 안잡히는 얘기가 나오는지라 학부과정에서는 접하기 어렵게 했는지도... 근데 전 학부때 배운거 같은데...쩝... 착시인가...--;;

  학부에서는 난이도상 이상유체를 다룰 수 밖에 없어서 그렇습니다. 앞서 말한분이 계시지만 Newtonian fluid니 Prandtl의 난류거리 이론이니 하면 머리 쥐나구 유체 특유의 뜬구름 잡는듯한 개념 안잡히는 얘기가 나오는지라 학부과정에서는 접하기 어렵게 했는지도... 근데 전 학부때 배운거 같은데...쩝... 착시인가...--;;