特征长度
分形几何的概念
特征长度,外文名:;characteristic length,数学名词,属于分形几何的概念。
术语介绍
对于某个物体, 特征长度通常是指该物体长度中有代表意义的长度, 如我们考察一个球体, 那么它的特征长度就是该球体的半径或直径。自然界中的物体或图形, 要么具有特征长度, 要么不具有特征长度。对于具有特征长度的物体, 只要其特征长度不变, 其性质就不会发生什么变化。
物理学中,特征长度是定义物理系统尺度的维度。特征长度用作公式的输入,可预测系统的某些特性。
计算力学中,定义特征长度来让应力软化本构方程的局部化。长度与积分点相关。二维分析计算方法:取面积的平方根。对三维分析计算方法:取积分点相关体积的立方根
特征长度的一般公式为系统体积除以其表面,即:L c =V body /A surface
典型用例
计算通过圆形和非圆形管道的流量,以检查流动条件(即雷诺数)。此情况下,特征长度是管道直径,或在非圆管的情况下,其水力直径D h :
D h =4A c /p
式中,A为管道的截面积,p为管道的润湿周长。对于边长为a和b的矩形管道:
D h = 4a b /2(a + b) = 2a b /(a + b)
管道截面是侧长为a的正方形时,水力直径
D h=4a^2/4a=a
对于自由表面(如在明渠流中),湿润的周长只包括与流体接触的壁面
参考资料
最新修订时间:2023-07-31 08:08
目录
概述
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