유변학

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유변학(流變學,Rheology)은 물질의 변형과 움직임을 연구하는 과학분야이다.[1] 콜로이드성 물질, 고분자 물질, 생체 물질등의 복잡한 계면성 또는 물리적,화학적 조성을 가진 유동성 물질이 힘이나 에너지에대하여 반응하는 탄력, 변형, 유동등의 다양한 현상을 연구한다.[2]

한편 이처럼 고체,액체,기체등 물질의 상태에서 물질이 이들 2가지이상 복합적인 성질을 보여주는 현상을 연구하는 학문을 유변학(流變學·Rheology)이라고 하는데 '리오(rheo-흐른다)'라는 그리스어에서 유래한다.[3]

여기에는 비뉴튼 유동이나 데버러 수 그리고 레이놀즈 수등이 주요하게 관여한다.

캐손 유체[편집]

비뉴튼 유체캐손 유체 모델(Casson fluid)에서 전단 응력과 전단율 사이의 관계는 혈액에서의 경우 다음과 같이 정의될수있다.[4][5]

𝜏 = Shear stress(전단응력)
= yield stress(항복응력)
= 전단율(Shear rate)
, µ = 점성(Viscosity), α : 단백질 구성 정도 , H = 헤마토크릿

이때 는 캐손점도(Casson viscosity)이다.

레이놀즈 수[편집]

유체 역학에서 레이놀즈 수점성 힘에 대한 관성력(vsρ)의 비율을 측정 한 값(μ/L)이다. 그리고 주어진 흐름 조건에 대해 이 두 가지 유형이 상대적 영향의 중요성을 정량화한다. 즉 낮은 레이놀즈 수에서는 점성 효과가 지배적이게되며 흐름은 층류인 반면 높은 레이놀즈 수에서는 관성이 지배적이며 흐름은 난기류일 수 있다. 그러나 유동성은 고정 점도가 아닌 유동성 및 시간에 따라 변할 수있는 유체와 관련되기 때문에 레이놀즈 수의 계산이 복잡 할 수 있다.

이것은 유체 역학에서 가장 중요한 무차원수인 단위 중 하나이며 일반적으로 다른 무차원 숫자와 함께 사용되어 동적 유사성을 결정하기위한 기준을 제공한다. 두 개의 기하학적으로 비슷한 흐름 패턴이 서로 다른 유속을 가진 서로 다른 유체에서 관련 무차원 수에 대해 동일한 값을 가지면 동적으로 유사하다고한다.

레이놀즈 수의 정의는 다음 식과 같다.



여기에서 는 유동의 평균 속도, 은 특성 길이(characteristic length), 는 유체의 점성 계수(Dynamic Viscosity),는 유체의 동점성 계수(Kinematic Viscosity), 는 유체의 밀도이다.

같이 보기[편집]

참고[편집]