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N-S 방정식이 뭐기에 이렇게 호들갑이냐고? 매일 오늘의 날씨를 알려주는 일기 예보부터 사람 키를 훌쩍 넘기는 파도와 지옥을 구현한 컴퓨터 그래픽스(CG)까지! 영화, 항공, 의료, 우주 산업 등 수없이 많은 쓰임새를 자랑하기 때문이야. 지금부터 그 활약상을 살펴볼까?

물과 불, 실제보다 더 생생하게~ 컴퓨터 그래픽스(CG)

애니메이션 ‘겨울왕국2’에는 엘사가 유니콘을 닮은 물의 정령을 타고 거친 파도를 헤치며 바다를 건너는 장면이 있어요. 이 장면은 어떻게 탄생했을까요? ‘겨울왕국2’ 특수 시각 효과를 담당한 에린 라모스는 “N-S 방정식에 원하는 파장과 진폭을 입력해 생동감 있는 파도를 구현했다”고 말했어요.

최신 드라마 ‘유미의 세포들2’에서도 N-S 방정식을 활용한 프로그램으로 불이 난 세포 마을을 표현했어요.

올해의 장마는 언제? 태풍은 몇 개? 기상 예보

올해 장마는 언제 시작하는지, 태풍은 몇 개가 올지 어떻게 예측할까요?

기상청에서 기온, 기압, 습도 등을 예측할 수 있는 N-S 방정식을 토대로 만든 기상 모형을 바탕으로 슈퍼컴퓨터로 계산해서 알아내요. 지형, 대기 상태, 바다의 상태 등 다양한 변수들을 반영해야 계산하지요.

짧게는 한 달, 길게는 몇십년 이상을 예측하는 기후 모형에도 N-S 방정식이 쓰여요.

속도가 빨라도 안전하게! 비행기슈퍼카 설계

1966년 도쿄 나리타 국제공항에서 출발한 한 여객기가 후지산 근처에서 갑자기 추락했어요. 산에 부딪힌 것도, 뇌우나 우박을 만난 것도 아니었어요. 바로 ‘난류’ 때문이었어요. 불규칙하게 움직이는 공기를 난류라고 하는데, 비행기나 슈퍼카의 속도가 빠를 때 주변에 난류가 생기지요. 갑자기 난류를 만나면 물체가 균형을 잃을 수 있어서 난류가 어떻게 흐를지 최대한 예측해 물체를 설계해야 해요. 이때 N-S 방정식이 쓰입니다.

심장 질환 정확하게! 혈관 및 심장 모델링

심장을 감싸는 혈관인 관상동맥이 심장에 피를 잘 공급하고 있는지 알아볼 때 CT(컴퓨터 단층촬영)로 혈관 영상을 찍어요. 그 결과를 토대로 의사가 진찰하지요.

그런데 이 방법으로 병을 발견하지 못할 때가 있어요. 그럴 때 CT 정보를 혈관 및 심장 모델링 프로그램에 넣어 혈관에 문제가 없는지 살펴봐요. 심장이나 혈관 수술 환자의 예후를 예측하기도 합니다. 이 모델링에 N-S 방정식이 쓰인답니다.