1. 유동장, 흐름장 (Flow Field)
ㅇ 유동 흐름을 공간,시간의 좌표 함수로 나타낸 것
- 속도,압력,온도,밀도 등의 시간,공간적 분포를 보여줌
2. 공간,시간적으로 변화하는 유동장(유동 물리량) 例
ㅇ 스칼라 유동장 (☞ 스칼라장)
* 공간 내의 각 점이 크기를 나타내며 분포됨
. 例) 압력장(Pressure Field) : p(x,y,z,t),
온도장(Temperature Field) : T(x,y,z,t),
밀도장(Density Field) : ρ(x,y,z,t)
ㅇ 벡터 유동장 (☞ 벡터장)
* 공간 내의 각 점이 크기,방향을 갖는 벡터를 나타내며 분포됨
. 例) `속도장`, `역장(力場) : 중력장,전기장,자기장,전자기장` 등
- 속도장/속도 벡터장(Velocity Field/Velocity Vector Field) : V(x,y,z,t)
. 각 점에서 속도 벡터를 대응시킨 것
.. 종속변수인 벡터 V가, 4개의 독립변수 (x,y,z,t)인 위치,시간의 함수로 표현
. 개별 입자 속도가 아닌 공간,시간적 유동 속도를 표현하는 장(Field) : 유동 속도 장
.. 특히, 유체 유동의 문제에서, 고정된 관찰자의 좌표로써 유동 흐름을 관측하는 관점
. 유동 속도장의 직교좌표계 표현
[# \mathbf{V}(x,y,z,t) = u(x,y,z,t)\,\hat{\mathbf{x}} + v(x,y,z,t)\,\hat{\mathbf{y}}
+ w(x,y,z,t)\,\hat{\mathbf{z}} \\
\mathbf{V}(\mathbf{r},t) = \hat{\mathbf{i}}\,u(x,y,z,t) + \hat{\mathbf{j}}\,
v(x,y,z,t) + \hat{\mathbf{k}}\,w(x,y,z,t) #]
.. 여기서, 세 성분 u,v,w 각각은 스칼라장 임
. 例) 바람 풍속장, 해류 흐름장, 비행기 날개의 공기 흐름장 등 대부분의 유체 유동 현상
* 유동 벡터장 중 속도장이 가장 중요
. 이로부터 압력장,온도장 등을 계산해낼 수 있기 때문
- 통상 그냥, 유동장(Flow Field)이라 하면,
. 질량 밀도에 속도장을 곱한 ρV 로써,
.. 질량 움직임의 변화를 나타내며,
.. 더 큰 밀도는 더 큰 질량 운반 |ρV|의 변화를 가능케 함
3. [참고사항]
ㅇ 유동 특성에 따른 유동장 종류 ☞ 유체 유동 종류 참조
- 정상 유동, 비 정상 유동
- 균일 유동, 비 균일 유동
- 층류, 난류
- 점성 유동, 비 점성 유동
- 압축성 유동, 비 압축성 유동
ㅇ 유동장 변수
- 유동장에서 다루는 주요 변수 : 속도,압력,온도,밀도 등
- 유동장에서 다루는 보조 변수 : 점성,엔탈피,체적력,속도 구배 등