🌬️ 바람의 4가지 운동학적 특성

이동, 수렴/발산, 소용돌이도, 변형 (Kinematics of Wind Field)

🎛️ 유동장 파라미터 조절

유체 덩어리 전체가 형태 변화 없이 이동하는 특성입니다.

X 이동 ($U$)0.0
Y 이동 ($V$)0.0

면적의 팽창 또는 수축을 나타냅니다. (모양 유지)

$D = \frac{\partial u}{\partial x} + \frac{\partial v}{\partial y}$ 0.0
수렴 (Convergence)발산 (Divergence)

유체의 강체 회전을 나타냅니다. (모양, 면적 유지)

$\zeta = \frac{\partial v}{\partial x} - \frac{\partial u}{\partial y}$ 0.0
시계 방향 (-)반시계 방향 (+)

면적은 유지한 채 형태만 찌그러지는 특성입니다.

신장 변형 ($E = u_x - v_y$) 0.0

십자(+) 축을 따라 늘어나거나 줄어듦

전단 변형 ($F = v_x + u_y$) 0.0

대각선(X) 축을 따라 늘어나거나 줄어듦 (마름모 꼴)

💡 코시-스토크스 분해법칙

테일러 급수 전개를 이용하면, 임의의 점 $(x, y)$ 주변의 2차원 선형 유동장 $(u, v)$는 4가지 기본 성분의 결합으로 완벽하게 표현됩니다.

u(x,y) = U + ½(D+E)x + ½(F-ζ)y
v(x,y) = V + ½(F+ζ)x + ½(D-E)y
  • 이동 (U, V): 공기 덩어리 자체를 옮깁니다.
  • 발산 (D): 폭풍우(저기압 수렴)와 맑은 날씨(고기압 발산)를 결정하는 수직 운동의 핵심입니다.
  • 소용돌이 (ζ): 태풍, 토네이도 등 회전하는 시스템의 강도입니다.
  • 변형 (E, F): 전선(Front)의 형성과 강화(Frontogenesis)에 필수적인 역할을 합니다.

순간 바람 벡터장과 공기 덩어리 변형 궤적
➔ 속도 벡터 유체 덩어리

덩어리 리셋까지: 3.0초