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== 개요 ==
'''난류'''([[亂]][[流]], Turbulent flow)는 [[유체역학]]에서 통상적인 유체의 흐름에 대해 수직 방향의 속도를 가지는 다른 유체의 흐름을 총칭한다. 이를 쉽게 풀이하면 '유체의 흐름이 바르지 않고 상하좌우로 섞이면서 흐르는 것'이라 할 수 있다.

== 특징 ==
난류를 정확하게 정의하기는 어려우나, 난류의 특성으로는 '비규칙성(randomness)', '확산성(diffusivity)', '와도섭동성(vorticity fluctuation)', '소멸성(dissipation)' 등이 있다. 또한 난류는 비정상(unsteady)이고 3차원 유동(three-dimensional flow)적이며 일반적으로 높은 [[레이놀즈 수]]의 영역대이다. 반대로 주된 흐름방향으로만 똑바로 흘러가는 유체는 층층이 쌓아 올린 것처럼 흐른다 하여 '''층류'''라 부른다. 쉽게 생각하면 수도꼭지를 살짝 틀었을 때 물줄기의 투명도가 높고, 세게 틀었을 때 물줄기의 투명도가 낮은데, 살짝 틀었을 때 투명하게 흐르는 흐름이 층류에 가깝고, 세게 틀어서 물줄기의 방향이 불규칙적으로 나오는 흐름이 난류이다.

[[나비에-스토크스 방정식]]을 시간 평균하게 되면 비선형 항(convection term)에서 난류 응력(turbulent stress)항이 발생하며, 이 항의 비례계수를 난류 점성이라 한다. 이 수식의 엄밀해를 만들기 어렵게 하는 주범 중 하나. 사실 이 난류는 수학적으로 정확한 예측이 어려우며, 유체의 흐름을 컴퓨터로 예측하는 [[CFD]] 해석 시 난류 해석 풀이를 어떠한 수식을 쓸 것이냐에 따라 결과의 정확도가 천차만별로 달라진다.

물체 주변에 난류가 생기면 대체로 마찰 [[항력]]이 더 커진다. 난류가 생기지 않으려면 물체 표면이 매우 매끄러워야하며, 속도도 느리고 유체의 점성(끈적이는 정도)도 커야 한다. 그런데 아이러니하게도 난류가 물체의 [[항력]]을 줄이는 역할도 한다. 물체 표면을 따라 흐르던 유체가 물체 뒤쪽 부근에서 떨어져 나가는 현상을 흐름의 박리라 하는데, 이 현상이 생기면 물체 뒤쪽 압력이 급격히 낮아져서 물체를 뒤로 잡아당기는 힘, 즉 압력[[항력]]이 생긴다. 그리고 이 흐름의 박리현상은 난류보다 층류에서 더 잘 생긴다. [[골프]]공의 곰보자국이나 [[상어]]의 우둘투둘한 피부는 일부러 주변에 난류를 만들어 흐름의 박리현상을 막기 위한 것이다. [[항공기]]의 경우에도 흐름의 박리현상이 생기면 항력이 커지는 것은 물론 [[양력]]이 급격히 줄어들거나 진동, 소음이 생기는 경우가 있기 때문에 특정 부분에 일부러 난류를 만드는 구조물(Vortex Generator)을 설치하는 경우도 있다. 난류가 층류에 비해서 박리 저항이 큰 이유는 바로 난류의 특성 중 하나인 확산성이 크기 때문이다. 

이러한 층류 및 난류의 발생여부는 위에 언급한 바와 같이 물체 주변의 거칠기나 유체의 속도, 점성 등에 따라 결정되며 이를 정의한 것을 [[레이놀즈 수]]라 한다. 보통 레이놀즈 수로 따졌을 때 유체가 층류가 될지 난류가 될지 경계가 되는 부분을 천이점이라 한다. 한편 물체의 형상이나 유체 상태에 따라서는 물체 앞부분에서는 층류가 생겼는데 뒤쪽에서는 난류가 생기는 경우도 있다.[* 대표적인 예로 [[제주특별자치도]] 남쪽에서 볼 수 있는 [[http://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1n_vortex_street|카르만 볼텍스]].]

매우 복잡하기 때문에 해석적인 풀이가 알려져 있지 않다. [[리처드 파인먼]]은 난류 문제를 고전역학의 가장 중요한 난제라고 칭했다. 이게 이렇게 복잡한 이유는 유체의 지배방정식인 나비에-스토크스 방정식이 상당히 골때리는 비선형 편미분방정식이기 때문이다. 특히 '관성항'이라고 불리는 <math>(\textbf{u} \cdot \nabla) \textbf{u}</math>가 난류현상의 주범이다. 반면 점성항인 <math>\nu \nabla^2\textbf{u}</math>가 지배적이면 층류가 일어난다.

[[분류:유체역학]][[분류:항공 우주]]