[Aerodynamics] Reynolds Number

레이놀즈수 (Reynolds Number, Re)란?

레이놀즈수는 관성력과 점성력의 비율을 나타내는 수치입니다.

 

 

기호	설명	단위
ρ	유체의 밀도	kg/m³
V	유체의 상대 속도	m/s
L	기준 길이 (예: 날개의 길이, 관 직경 등)	m
μ	유체의 점성 계수 (동점성계수)	Pa·s
ν	운동 점성 계수 (ν=μ/ρ)	m²/s

 

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🧠 레이놀즈수가 중요한 이유

➤ 흐름의 성질(유동 특성)을 구분

레이놀즈수 범위흐름 형태

낮음 (Re < 2,300)	층류(Laminar flow) — 유체 입자들이 매끄럽게 평행하게 흐름
중간 (2,300 ~ 4,000)	전이영역(Transition) — 불안정한 흐름
높음 (Re > 4,000)	난류(Turbulent flow) — 유체 입자가 소용돌이치며 혼란스러운 흐름

 

비행기 날개, 자동차 표면, 배의 선체 등에서 레이놀즈수에 따라 항력, 경계층 두께, 유동 분리 위치가 달라짐

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✈️ 항공에서의 레이놀즈수 예시

1. 비행기 날개 설계
   • 날개 길이 L이 크거나 비행속도 V가 빠르면 Re가 커져 난류 경계층이 주로 형성됨
   • 난류는 저항이 커지지만 분리 지연 효과로 양력 유지에 도움
2. 모형 항공기와 실기체 차이
   • 같은 형태라도 크기 차이로 레이놀즈수가 다르기 때문에, 풍동 실험 결과를 실기체에 그대로 적용하기 어려움
   • 이를 해결하기 위해 유사성(Similarity Principle)을 적용하거나, 축소모형의 레이놀즈수를 실물과 맞추는 기법을 사용
3. 스포츠카, 드론 설계 등에도 적용
   • 외부 표면에서 공기와의 상호작용 분석 시 Re 수치를 바탕으로 항력 예측