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층류(laminar flow)는 유체의 흐름이 매끄럽고 정렬된 층을 이루어 일어나는 현상으로, 이는 유체 각층이 서로 교란 없이 병렬로 흐르는 것을 특징으로 합니다. 이러한 흐름은 유체의 점성(viscosity)이 상대적으로 높고, 유속(velocity)이 낮을때 발생합니다. 층류가 형성되는 메커니즘을 이해하기 위해서는 레이놀즈 수(reynolds number)의 개념이 중요합니다. 레이놀즈 수는 다음과 같은 공식으로 표현 됩니다 :
Re = ρvL / μ
여기서 ρ는 유체의 밀도(density), v는 유체의 속도(velocity), L은 특성 길이(characteristic length), μ는 동점성계수(dynamic viscosity)입니다. 레이놀즈 수는 유체의 관성력과 점성력 사이의 상대적인 강도를 나타내며, 이 수치가 낮을수록(보통 2,000 이하) 유체는 층류 상태를 유지합니다. 반면, 레이놀즈 수가 증가하면 유체의 흐름은 난류(turbulent flow)로 전환될 가능성이 높아집니다.
층류에서 유체는 직선적 또는 부드러운 곡선 형태로 흘러가며, 유체 층 사이에는 전단 응력(shear stress)이 작용합니다. 이러한 전단 응력은 유체 층이 서로 미끄러지게 만듭니다. 그 결과, 유체의 흐름은 안정되고 예측 가능하며, 에너지 소비가 난류 상태에 비해 상대적으로 낮습니다.