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액체방울 충돌역학

전문가 제언: ○ 액체방울 충돌, Splashing의 파생은 우리생활과 다양하게 관계가 있고 주변에서 자주 접하는 현상이다. 방울은 여러 종류가 있지만 보편적인 경우로 액체방울로써 미세한 방울 한 개 또는 여러 개가 박판에 충돌 시의 현상 분석을 1세기에 걸쳐 실험 연구했을 만큼 경우가 다양하다.

○ 쉽게 설명하는 방울 충돌의 예로 잔잔한 호수에 돌을 던지면 호수 표면을 따라 물결이 퍼져나간다 이것은 물결이 멀어져가는 것처럼 보이지만 실제로 흘러가는 것이 아니라 초기의 파동(진동)이 직경 방향으로 전달되면서 매체의 저항으로 파고(진폭)가 차츰 감소하는 것이다.

○ 여기에서 이글의 내용과 비교하면 잔잔한 호수는 액체 박판이며 돌은 방울이 된다. 방울은 액체이므로 충돌 시 Splashing, Spreading, Receding, Bouncing의 현상은, 액체박판은 파동이 일어나지만 여기에 침입자(액체방울)는 파동에 편승하여 Spreading의 과정을 거쳐 Bulk 상태를 흩트리는 과정에 액체 고유의 표면장력, 점성 등의 작용으로 평활하게 된다.

○ 이러한 현상이 적용된 예로는 우리 주변의 각종 설비 중 분사 도장이 있으며 적절한 방울충돌은 작업 및 공정 후 품질 향상에 기여가 되나, 지나친 충돌은 오히려 유체 박막 파괴 내지 Dent의 원인일 수 있다. 제품 수명에 충분한 사전 검토가 필요하다.

저자: Yarin, AL
자료유형: 학술정보