난류 확산 Turbulent diffusion
맴돌이확산, 와확산, 소용돌이확산으로도 불린다. 레이놀즈수에 의해 대체로 구별되는 층류와 난류 중 후자에 의해 일어나는 확산을 말한다. 층류 상태의 유체는 흐름의 각 부분에 농도 차가 있으면 분자 확산만 일어나기 때문에 균일한 농도를 갖기 어려운 반면, 난류 상태의 유체는 난류가 갖는 소용돌이 운동으로 각 부분의 물질, 운동량, 염분, 열 등이 확산하기 때문에 분자 확산보다 규모가 크다고 할 수 있다. 또한, 난류의 소용돌이 운동은 매우 불규칙한 운동이라 속도 역시 분자 확산보다 빠르다. 즉, 난류 확산은 농도와 온도의 균일화가 잘 이루어지는 확산이라 볼 수 있다. 난류확산계수로 난류 확산을 대체적으로 표현할 수 있으며, 이 계수는 측정하고자 하는 곳의 흐름 상태나, 공간의 규모에 따라 달라진다.
수질오염물질 거동 해석 - 난류확산 방정식
실제 하천에서 물질교환의 주된 요인은 혼합에 의한 희석이 현저하게 일어나는 지점을 제외하면 난류확산이 지배적이다. 이런 점에서 대부분의 하천수는 난류확산을 통해 오염물질의 농도분포가 달라진다. 다음은 난류 확산을 하는 하천에서의 오염물질 농도분포, 환언하면 난류확산 하천에서의 오염물질 이동상태를 표현한 식이다. 여기서$C$ : 하천수의 오염물질농도(㎎/L)$u, v, w$ : 유하거리(w), 단면(y), 수심(z)방향의 유속(m/sec)$x, y, z$ : 유하거리, 단면, 수심의 방향$D_{x}, D_{y}, D_{z}$ : x, y, z 방향의 난류확산계수$w_{0}$ : 대상 오염물질의 침강속도(m/sec)$K$ : 대상 오염물질의 자기감쇄계수* * 방사성 물질의 붕괴 계수와 같은, 오염물질의 자기..
