특성 길이

물리학에서 특성 길이는 물리적 시스템의 척도를 정의하는 중요한 차원이다.종종 그러한 길이는 시스템의 일부 특성을 예측하기 위해 공식에 대한 입력으로 사용되며, 치수 분석의 일반적인 프레임워크와 특히 유체 역학과 같은 용도에 있어서 치수 없는 양의 구성에 의해 요구된다.

계산 역학에서 특성 길이는 응력 연화 구성 방정식의 국산화 작용으로 정의된다.길이는 통합점과 연관되어 있다.2D 분석의 경우 면적의 제곱근을 취하여 계산한다.3D 분석의 경우, 통합점에 연결된 부피의 입방근을 취하여 계산한다.^[1]

예

특성 길이는 일반적으로 시스템의 부피를 표면으로 나눈 값이다.^[2]

${\displaystyle L_{c}=V_{\mathrm {body} }/A_{\mathrm {surface}}}}}}}}}}"$

예를 들어, 유량 조건(즉 레이놀즈 수)을 조사하기 위해 원형 및 비원형 관을 통한 유량을 계산하는 데 사용된다.이 경우 특징적인 길이는 관의 직경 또는 원형이 아닌 관의 경우 수압 ${\displaystyle {직경}_{}}$ $D{\displaystyle {}_{}}$ h ${\$:

${\displaystyle D_{h}=4A_{c}/p}$

여기서 $A{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle c_{}}$ ${\$는 파이프의 단면 영역이고$$ $p{\displaystyle }$ ${\displaystyle p}$은(는) 젖은 둘레다.원형 배관의 경우 원형 직경 D로 감소하도록 정의된다.

측면 길이가 a인 사각 덕트를 통과하는 흐름의 경우 유압 직경 $D{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle h_{}}$ ${\$는 다음과$$ 같다.

${\displaystyle D_{h}=4a^{2}/4a=a}$

측면 길이가 a 및 b인 직사각형 덕트의 경우:

${\displaystyle D_{h}={\frac {4ab}{2(a+b)}}}={\frac {2ab}{a+b}}}}}}$

자유 표면(예: 개방 채널 흐름)의 경우 습식된 둘레에는 유체와 접촉하는 벽만 포함된다.^[3]

마찬가지로, 로켓 엔진의 연소실에서는 특성 $길이{\displaystyle {}^{}}$ L$∗{\$ L$^{*}}$을(를) 목 부위별로 나누어 체임버 부피로 정의한다$$.^[4]드 라발 노즐의 목구멍이 연소실보다 작기 때문에 특성 길이는 연소실의 물리적 길이보다 크다.

참조

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