랭뮤어 순환 해석 모델(Langmuir circulation)

전문가 제언

□ 랭뮤어 순환(Lc, Langmuir circulation)는 랭뮤어가 최초로 제안했던 운동 부문에서 일반적으로 많이 사용되는 명칭이다. 강풍 속에서 바다 표면에 나타나는 어떤 선들의 존재는 풍속을 분류하는데 사용되고 있다. 그러나 이런 형태의 유선이나 기타 부유물은 매우 낮은 풍속에서도 존재한다. 이것은 항상 물 표면에 물질이 있으면 형태를 볼 수 있게 만든다는 증거가 된다.

□ 바람의 엄습 후에 2~10cm 간격으로 띠들이 짧게 나타난다는 것은 알려져 있었으나. 최근 실험실과 현장에서 연구가 행하여졌다. 잔잔하던 유체에서 Lc의 발생은 Re=530±20에서 일어나고 표면 파도의 최초 발생은 Re=370±10에서 일어난다. 이 순환은 낮은 풍속시 공기-바다 유동시의 매개변수로 표면 온도의 적외선 이미지로 볼 수 있다.

□ 이것은 해양의 구조, 안정성과 차가운 표면을 가로지르는 이송에 영향을 준다. Handler에 의해 진행된 부력과 표면 파도를 제외한 수치해석결과는 이 불안정성이 자유 표면에서 점성에 의한 전단에 의하여 일어나고 파도나 열대류에 의하여 일어나는 것이 아님을 보여준다. 비록 다른 매개변수들이 영향을 주겠지만, 해양 또는 호수 표면에서 Lc는 통상 2m~1km의 규모를 갖는다.

□ 랭뮤어 띠(Langmuir band)에 있는 입자들은 띠 사이를 움직일 때보다 하류로 움직일 때 더 작은 시간이 소요된다. Lc로 나타나는 효과는 혼합층의 심화, 부유물, 기포, 기름과 해조류의 확산 및 해조류의 악영향 등이 있다. Lc는 상부 해양에서 전달의 중요한 과정이다. LES 모델은 관측된 형태를 묘사하는데 일반적으로 성공적이고, Lc의 3D 구조에 대한 예측은 관측적인 입증이 필요하다.

□ 기존의 LES 모델에서 Lc가 해양 혼합층 모델과 글로벌 순환 모델(GCM, Global Cirrulation Model)에 포함될 만큼 중요하다는 문제를 만들어 해를 구하고 있다. 그러나 그 효과가 어떻게 매개변수 별로 나타나는가에 대해서는 아직 명확하지 않다. 확산, 해조의 동역학, 가스의 공기-바다 전달과 기후 측면에서 보면 Lc는 수년간 계속 흥미로운 관심을 끌 것이다.

저자

Thorpe, SA

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2004

권(호)

36

잡지명

ANNUAL REVIEW OF FLUID MECHANICS

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

55~79

분석자

임*생

분석물

• 랭뮤어 순환 해석 모델.pdf [238,137 byte]

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