1. 什么是无量纲化
是指通过一个合适的变量替代,将一个涉及物理量的方程的部分或全部的单位移除,以求简化实验或者计算的目的,是科学研究中一种重要的处理思想。
例子:
以一个二维平直通道内流动为例,若模拟中取格子单位下的参数为δx=δy=1,δt=1,c_s=1/√3,ν′=0.1,L′=Nx∗δx=1000,此处Nx代表网格数。
考虑实际空气声速c=332m/s,运动粘度系数ν=1.5∗〖10〗^(-5),得:
ku=c/c_s=576m/s,k_l=k_ν/k_u=2.6∗〖10〗^(-7),则L=2.6∗〖10〗^(-4)。
理解为将"L=2.6∗10-4"实际大小利用相似准则,长度比尺为k_l=2.6∗〖10〗^(-7),将实际大小扩大为了1000*1000的模型。
处理方法(物理相似)
相似首先出现在几何里,如两个三角形相似时,则他们的对应边成比例,对应角相等。
物理相似:对于同类的物理现象,在相应的时刻、相应的位置、与现象有关的物理量一一对应成比例。
只有同类问题才能谈相似:同类物理现象是指能够用相同形式和相同内容的微分方程式所描写的现象。反之如电场与温度场之间形式相仿,但内容不同,不是同类现象,只能做类比。
与现象有关的物理量一一对应成比例:要求每个物理量都要各自相似。例如,对流传热除了时间空间外还涉及到速度,温度,热物性等参数。
2. “无量纲”这个单位应该如何解释呢例如:臭气浓度的标准中以无量纲作为单位。
计量学中规定了几个基本单位和许多导出单位。导出单位都可以用基本单位来表达。用基本单位来表达物理量就是量纲表达方式。物理学中有许多常数(也叫恒量,如万有引力恒量、阿佛加的得罗恒量等等),其中有的恒量是没有单位的,这就是无量纲系数。
简单来说,无量纲单位是没有“单位”或单位为“1”的有意义的系数。
臭气浓度是根据嗅觉器官试验法对臭气气味的大小予以数量化表示的指标,无法用基本单位导出,但是又具有意义,而臭气浓度为无量纲量,单位便是“1”。在一般表达中,可省略。
(2)怎么将物理量整理成无量纲扩展阅读
量纲的由来
物理学中,不同的物理量有着不同的单位,然而这些单位之间都有相互的联系。
实际上,恰当地规定一些基本的单位(称为基本单位),可以使任何其他的单位(称为导出单位)都表达为这些单位的乘积,将其统一以便于研究各个物理量之间的关系。如在国际单位制中,功的单位焦耳(J),可以表示为“千克平方米每平方秒”(kg·m²/s)。
然而,仅仅用单位来表示会面临一些问题:
(1)在不同的单位制下,各个物理量用单位来表示也会不同,以至于起不到预期的“统一各单位”的效果。如英里每小时(mph)与米每秒(m/s)乍看之下无甚联系,然而它们却都是表示速度的单位。
虽然说经过转换可以将各个基本单位也统一,然而这样终究不够直观,需记忆也不甚方便,而且选择哪一个单位作为统一单位似乎都不甚公平。
(2)把一个既有的单位表达为拆分了的基本单位的形式实际上没有任何意义,功的单位无论如何都不是“千克二次方米每二次方秒”,因为实际上这个单位根本不存在,它只是与“焦耳”恰好相等而已。
况且,这样做也会导致一些拆分后相同但实质不同的单位被混淆,如力矩的单位牛米(N·m)被拆分后也是kg·m²/s,然而它与功显然是完全不同的。
因此量纲被作为表达导出单位组成的专有方式引入物理学中。
3. 什么是无量纲量 无量纲量的意思
1、无量纲量:将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式,称为该物理量的量纲式,简称量纲。
2、它是在选定了单位制之后,由基本物理量单位表达的式子。有量纲的物理量都可以进行无量纲化处理。无因次量(dimensionless)是指没有单位的物理量,这种物理量与单位制度(公制或英制)无关。
4. 无量纲化是什么意思如何进行无量纲化
将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式,称为该物理量的量纲式,简称量纲。 它是在选定了单位制之后,由基本物理量单位表达的式子。 有量纲的物理量都可以进行无量纲化处理 无量纲化出现在流体力学发展的早期,当时的数学方法和数值计算水平都很有限,为了对一些流体现象做出理论分析(如机翼和船体附近边界层的流动现象),需要将粘性流体控制方程加以简化,于是对目标流体赋予一个特征长度和特征速度。利用特征长度和特征速度(通常相对于边界层是一个较大的数)使得某些变量(如X,Y,V变成X/L《1或Y/L《1或V/U《1)这样就可以减少控制方程的变量数目。 对于边界层外的流动则采用不考虑粘性势流模型求解,无须简化。 所以说无量纲化在整个流体力学,尤其是空气动力学的发展历史中占有极为重要的地位。
5. 什么是无量纲化
将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式,称为该物理量的量纲式,简称量纲。 它是在选定了单位制之后,由基本物理量单位表达的式子。
有量纲的物理量都可以进行无量纲化处理
6. 无量纲化的介绍
无量纲化(nondimensionalize 或者dimensionless)将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式,称为该物理量的量纲式,简称量纲。 它是在选定了单位制之后,由基本物理量单位表达的式子。
7. 无量纲是什么意思 无量纲的含义
1、首先是将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式,称为该物理量的量纲式,简称量纲。
2、它是在选定了单位制之后,由基本物理量单位表达的式子。有量纲的物理量都可以进行无量纲化处理的了。
8. 怎样将一个等式两边的无量纲化呢
无量纲化是什么意思?
将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式,称为该物理量的量纲式,简称量纲。 它是在选定了单位制之后,由基本物理量单位表达的式子。
有量纲的物理量都可以进行无量纲化处理
在模型编制中,用无量纲化是为了什么?怎么进行无量纲化啊?
无量纲化出现在流体力学发展的早期,当时的数学方法和数值计算水平都很有限,为了对一些流体现象做出理论分析(如机翼和船体附近边界层的流动现象),需要将粘性流体控制方程加以简化,于是对目标流体赋予一个特征长度和特征速度。利用特征长度和特征速度(通常相对于边界层是一个较大的数)使得某些变量(如X,Y,V变成X/L《1或Y/L《1或V/U《1)这样就可以减少控制方程的变量数目。
对于边界层外的流动则采用不考虑粘性势流模型求解,无须简化。
所以说无量纲化在整个流体力学,尤其是空气动力学的发展历史中占有极为重要的地位。