정상상태 해석 - steady state analysis

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정상상태란 어떤 물리적 상태를 나타내는 밀도, 압력, 온도, 속도 등의 값이 시간에 따른 변화가 없음을 의미한다. 정상상태에 반대되는 말로 과도상태(transient) 혹은 비정상상태를 사용한다.

보통 유동해석에서의 정상상태란 유동장이 시간에 따른 변화가 없음을 의미하며 유동이 안정된 상태를 의미한다. 열역학적인 관점으로 살펴보면 어떤 계에 물리량의 출입이 있는 상태에서 그 계의 물리적 상태가 어떤 공간에서도 시간적으로 변하지 않음을 의미한다.

유동해석과 관련된 방정식인 Navier-Stokes 방정식에는 시간과 관련된 항이 있는데 이 항은 시간에 따른 물리량의 변화율을 의미한다. 정상상태는 시간에 따른 물리량에 변화가 없음을 의미하므로 정상상태에서는 이 시간항이 0을 의미한다. 유동이 난류의 특성을 나타낼 경우 유동은 불규칙적인 소용돌이가 나타나게 되는데 이 경우 계속해서 유동에 변화가 생긴다. 이런 경우에는 앙상블 평균을 통해 유동의 움직임이 평균적으로 일정하게 나타날 경우 정상상태라고 하기도 한다.

F011

 

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