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레이놀즈수 R_e가 큰 원통내의 흐름을 관찰하면 유체운동은 흐트러져서 불규칙으로 되고, 그림과 같은 속도변동이 생긴다. 일반적으로 R_e가 큰 흐름은 갖가지 모양의 소용돌이를 포함한다고 간주할 수 있는 공간적·시간적으로 불규칙한 운동상태로 되고, 이것을 난류라고 부른다. R_e가 작은 때의 질서 정연한 흐름은 층류이다.

난류의 발생은 R_e가 임계 레이놀즈수를 넘으면 무언가의 원인으로 가해진 작은 교란이 성장하여 흐트러짐으로 되는 것에 기인한다. 층류에서는 분자운동에 의해 운동량, 에너지, 질량이 수송되는데 대하여, 난류에서는 흐트러짐에 의해 대규모의 수송현상이 생기기 때문에 점도, 열전도, 확산계수는 외견상 커다란 값이고, 그들은 물성치가 아니고, 운동상태에 의해 변화하는 값이다.

난류의 이론적인 취급으로서 평균류의 상태에 대하여는 혼합거리나 소용돌이점도등의 사고방식에 의해 어느정도 확립되어 있지만, 난류의 내부구조에 대하여는 일단 등방성흐트러짐, 콜모그래프의 국소등방성흐트러짐등이 한정된 흐름에 대하여 해명되어 있을 뿐이다.

난류의 속도 변동

(u : 속도, t : 시간, a : 평균속도)

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