在物理上,特徵長度是指可定義物理系統的重要尺度,一般會出現在一些公式中,表達系統的一些尺寸特性。特徵長度會用到的應用包括無因次量(像是雷诺数、畢奧數及努塞爾特數)的公式,這是因次分析以及流體力學的基礎。
在計算力學中,特徵長度是用來調整本构方程中應力集中程度的數值,特徵長度和積分點有關,若是二維分析,特徵長度是面積的平方根,若是三維分析,特徵長度是體積的立方根。
例子
特徵長度常會用體積除以表面積來求得
L_c = \frac {V_\mathrm{body}} {A_\mathrm{surface}}
例如,特徵長度會用在計算經過圓管及非圓管的流動時(雷諾數)。此情形下,管路的特徵長度會是圓管的直徑,以及非圓管的水力直徑(hydraulic diameter) D_h:
D_h = \frac{4A_c}{p}
其中A_c是管路的截面積,p為其,此定義方式會在圓管時簡化成直徑D。
若是經過邊長a方管的水流,其水力直徑為:
D_h = \frac{4a^2}{4a} = a
若是邊長分別為a和b的長方管:
D_h = \frac{4ab}{2(a+b)} = \frac{2ab}{a+b}
若是明渠流,濕周只包括接觸液體的渠壁。
在火箭发动机的燃燒室中,特徵長度L^*定義成燃燒室體積除以喉區面積。因為拉伐尔喷管的喉區小於燃燒室的截面積,其特徵長度會比燃燒室的實際長度要長。
參考資料
外部連結
*[http://www.answers.com/topic/characteristic-length Definition]
评论 (0)