**기체역학(Gas Dynamics)**은 공기나 다른 기체의 움직임과 그것이 받는 힘을 다루는 물리학의 한 분야로, 유체역학과 열역학의 개념을 결합하여 기체의 흐름과 그 특성을 연구합니다. 이는 항공우주공학, 기계공학, 화학공학 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.
주요 개념
2. 기체 흐름의 분류
정상 흐름(Steady Flow): 시간에 따라 변화하지 않는 흐름.
비정상 흐름(Unsteady Flow): 시간에 따라 변화하는 흐름.
등엔트로피 흐름(Isentropic Flow): 엔트로피가 일정하게 유지되는 이상적인 흐름.
충격파(Shock Wave): 기체 흐름 중 급격한 압력, 밀도, 온도 변화가 발생하는 영역.
3. 베르누이 방정식
기체의 속도, 압력, 위치 에너지 간의 상호작용을 나타냅니다. 비압축성 유체에서 주로 사용되지만, 압축성 유체에도 변형된 형태로 응용됩니다.
4. 열역학과 에너지 전환
엔탈피, 엔트로피 등 열역학적 성질이 기체 흐름 분석에 필수적입니다.
단열 압축, 단열 팽창 등으로 기체의 온도와 압력이 변화.
5. 난류와 층류
층류(Laminar Flow): 층상으로 매끄럽게 흐르는 기체.
난류(Turbulent Flow): 불규칙하게 흐르는 기체.
응용 분야
항공우주: 항공기 및 로켓 설계, 초음속/극초음속 비행체 개발.
에너지 산업: 터빈, 엔진 설계.
화학공정: 기체 반응기 설계 및 운영.
환경 공학: 대기 오염 확산, 풍력 발전.