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1. 개요
對流 / convection유체 내에서 분자들이 확산[1], 이류(移流)[2][3] 등으로 이동하는 현상이다. 대류 현상이 일어나면 액체나 기체가 직접 움직이면서 열을 전달하게 된다.[4] 복사, 전도와 함께 주요 열전달 방식으로 꼽힌다.
2. 관련 현상
- 촛불이 위로 솟구치는 것은 주변의 공기가 뜨거워져 대류 현상에 의해 위로 올라가기 때문이다.
- 해안 지방에서 일어나는 해륙풍.
- 지면에서 열을 반사시켜 일어나는 아지랑이.
- 냉난방 기구를 특정 위치에 설치하는 것도 모두 이 대류 현상과 관련 있다.[5]
- 오븐은 이 대류 현상을 이용해 식품을 가열하는 조리 기구이다.
- 냄비의 뚜껑을 닫았을 때 열이 더 잘 보존되는 것은 대류를 억제하기 때문이다.
3. 계산
일상에서 매우 흔하게 일어나는 현상이지만 그런 데에 비해 물리학적 해석이 생각보다 쉽지 않다. 나비에-스토크스 방정식의 좌변 두 번째 항([math(\nabla \cdot \left( \rho \mathbf{u} \otimes \mathbf{u} + p \mathbf{I} \right))])이 대류를 뜻하는데 이게 비선형[6]이기 때문이다. 그래서 아직까지 제대로 된 해법이 존재하지 않는 상황이다.4. 여담
- 대기권의 제일 낮은 층인 대류권은 대류에 의해 대기 대순환 등의 기상 현상이 발생하는 공간이라서 대류권이라는 이름이 붙었다. 중간권에서도 대류 현상이 일어나긴 하지만 여긴 수증기가 없기 때문에 대류권 같은 기상 현상은 찾아볼 수 없다. 둘 사이 성층권은 대류가 사실상 없고 매우 안정돼 있다.
[1] 열전도에 해당한다.[2] 온도 또는 농도 등의 물리량 차이로 유체가 이동하는 것. 영어로는 advection이라고 한다.[3] 영어 convection은 전도를 뜻하는 conduction과 이류를 뜻하는 advection이 합쳐진 단어이다.[4] 대기에서 공기가 따뜻해지면 가벼워져 차가운 공기 위로 올라가는 게 대표적인 예.[5] 천장 냉난방 기구같은 경우, 여름에는 효과적인데 겨울에는 머리만 뜨겁고, 발은 차가운 경우가 생긴다.[6] 1차 연립 방정식으로 변형할 수 없는 꼴