빠르게 이동하는 공기는 유체인가요?
날씨가 맑아서 비행기 날아가는거 보다가 궁금해졌는데요. 공기는 분명 기체일텐데 날개 단면 그림같은거 보면 유체처럼 그려놓는 그림들을 봐서요. 기체를 유체로 가정해서 계산하게 되는 물체의 이동 속도 기준이 있는지 궁금합니다.
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안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 공기는 기체이기 때문에 유체적 특성을 가집니다. 그러나, 기체의 밀도가 낮기 때문에 유체와는 다른 특성을 가지기도 합니다. 따라서, 비행기의 날개 단면과 같은 기체의 이동에 관한 계산에서는 유체역학과 유사한 계산 방법을 사용합니다.
기체의 이동 속도는 일반적으로 마하수(Mach number)를 사용하여 측정합니다. 마하수는 기체가 속한 유체에서 속도를 소리의 속도로 나눈 비율로 정의됩니다. 예를 들어, 마하수 1은 기체의 속도가 소리의 속도와 같다는 것을 의미합니다. 따라서, 비행기의 이동 속도가 빠를수록 마하수가 높아지고, 이에 따라 공기의 흐름이 변화하게 됩니다.
공기 역학의 계산에서는 마하수 뿐만 아니라, 공기의 밀도, 압력, 온도 등의 다양한 요소를 고려해야 합니다. 이러한 계산은 CFD(Computational Fluid Dynamics)와 같은 전산 유체 역학 기술을 사용하여 수행됩니다. 따라서, 비행기의 이동에 관한 계산에서는 기체와 유체 모두의 특성을 고려하는 복잡한 계산이 필요합니다.