유체역학(流體力學)용어. 유체의 흐름에서 공간적 · 시간적으로 불규칙하게 운동하는 흐름. 유속(流速)이 빠르거나 장애물이 있을 때에 나타난다.

원관 안에 유체를 흐르게 할 때 이론적으로는 유체의 각 부분은 관축과 평행하여 운동하는 것으로 보고 푸아죄유의 법칙이 기대되지만, 레이놀즈수 R=αU/v(α는 관의 반지름, U는 평균속도, v는 운동점성계수)가 작을 때는 성립해도 R가 약 1000을 넘으면 이 법칙은 꼭 성립하는 것은 아니며, 관 안에 색소를 주입하여 관찰하면 R가 클 때 유체운동은 매우 불규칙하게 되는 것을 알 수 있다.

관 안의 흐름에 국한하지 않고 일반적으로 레이놀즈수가 큰 흐름은 공간적 · 시간적으로 매우 불규칙한 변동을 나타내고 정류라도 평균값으로서의 뜻만을 가질 뿐인데 이러한 흐름을 난류라고 하고, 이에 비해 레이놀즈수가 작고 규칙적인 흐름을 층류(層流)라고 한다.

나비에-스토크스의 방정식의 해로서 얻는 층흐름은 레이놀즈수 R가 작을 때 안정적이지만 R의 어느 값 Rc를 넘으면 불안정해진다.

즉, 어떤 원인으로 가해진 교란이 시간의 경과와 함께 성장하여 처음의 층흐름이 붕괴되는 것이다.

이 Rc를 임계레이놀즈수라고 한다.

동심 원통 사이의 흐름에 관한 G. I. 테일러(Taylor)의 연구, 평판 경계층에 관한 W. 톨민(Tollmien)의 연구가 유명하다.

층흐름의 미소 교란이 완전히 성장하여 난류가 되는 과정을 전이(轉移)라고 하지만 그 이론은 아직 확립되지 않았다.

성장을 마친 난류의 평균흐름의 상태에 관하여는 혼합거리의 이론이 어느 정도 성공했다.

L. 프란틀(Prandtl)의 운동량 전달이론, 테일러의 소용돌이도 전달이론, T. 폰 카르만(von Karman)의 역학적 닮음이론 등이 그것이다.

그러나 난류의 내부 구조에 관하여는 테일러, 폰 카르만 등에 의한 등방성 난류의 이론 및 이것을 더욱 발전시킨 A. N. 콜모고로프(Kolmo-gorov)의 국소 등방성 난류의 이론이 약간의 기대를 가지게 할 뿐이다.

이들 이론에서는 난류 내부의 한 점의 속도의 시간적 변동, 변동속도의 제곱평균값, 두 점의 속도의 동시 상관, 서로 다른 시각에서의 한 점의 속도의 상관 등이 문제가 되고 그 측정에는 열선풍속계가 주로 쓰인다.

어느 시각의 난류의 상태는 속도장 u(x)(x는 공간좌표), 또는 그 푸리에변환 v(k)(k는 파수벡터)에 의해 결정된다.

그러므로 통계역학의 입장에서 한 점이 난류의 상태에 대응하는 공간, 즉 u(x) 또는 v(k)가 펴는 함수공간을 위상공간으로 하고 그 공간에 분포범함수를 도입하면 난류장의 완전한 통계적 기술이 가능하게 된다.

따라서 분포범함수에 대해 확률 보전을 나타내는 방정식이 성립된다.

분포범함수를 u(x) 또는 v(k)에 관해 범함수적 푸리에변환을 한 것을 특성범함수라고 한다.

특성범함수의 방정식은 E. 호프(Hopf)에 의해 비압축성 점성유체에 관해 구해졌다(1952).

호프방정식은 두 계의 선형범함수 미분방정식이다.

분포범함수 또는 특성범함수로서 난류를 논하는 학문 분야를 통계유체역학이라고 한다.