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    leslie lee的博客(python ansys):量纲分析

    作者:[db:作者] 时间:2021-06-25 12:16

    举例

    美国原子弹爆炸图

    Taylor利用量纲分析法,计算出爆炸形成的冲击波半径R与时间t^{2/5}有关

    释放的能量E、冲击波半径R、空气密度ρ、空气绝热系数γ(无量纲数)、时间t,R = E^{x_1} \rho ^ {x_2} t ^ {x_3} \gamma ^ {x_4},用量纲分析求出未知指数,x1=1/5,x2=-1/5,x3=2/5。


    根据某次原子弹爆炸的照片数据,计算出原子弹的能量。
    泰勒得出在一些小型爆炸中\gamma ^ {x_4} \approx 1
    密度取1.25 kg/m^3
    训练数据R,t已知
    则根据公式R = E^{x_1} \rho ^ {x_2} t ^ {x_3} \gamma ^ {x_4},可以计算出E

    Von Neumann 冯诺依曼

    基本量纲与导出量纲

    F = m * a
    F 单位 N 基本量纲 M*L/T^2
    m 单位 kg 基本量纲 M
    a 单位 m/s^2 基本量纲 L/T^2

    无量纲量与无量纲单位

    无量纲量是个没有单位的数字,量纲为1。1 m/s与1,前者纲量为L/T,后者量纲为1

    无量纲量:圆周率Pi、欧拉常数e、分贝dB、弧度、应变、宾汉数、摩擦系数、欧拉数、马赫数、雷诺数、品质因子等。

    无量纲单位:摩尔分数(mol/mol)、质量百分浓度(kg/kg)、度(°)、弧度(rad)等。

    量纲分析

    针对某一问题,如果已知R与u_1,u_2,u_2,...的模型,需要确定未知参数,可通过量纲分析来确定

    举个例子:
    已知R = f(u_1,u_2,...) = u_1^a * u_2 ^ b *...[R] = [u_1]^a * [u_2]^b *...,可确定出a,b,c...。

    难点:
    1、确定哪些物理量有关,如确定R与u、v有关
    2、确定模型,如确定R=u^a * v^b

    白金汉Pi定理

    白金汉Pi定理:设影响某现象的物理量数为n个,这些物理量的基本量纲为m个,则该物理现象可用n-m个独立的无量纲数群(准数)关系式表示
    量纲法则:1.只有量纲相同的物理量,才能彼此相加、相减和相等; 2.指数函数、对数函数和三角函数的宗量应当是量纲1。

    论文 浅谈量纲法则的合理应用

    重写方程

    g(u_1,u_2,u_3,...)=0
    Pi_j = q_1^{a_1} * q_2^{a_2} * ...
    确定常数a1~an,b1~bn,....,可将方程重写
    g(u_1,u_2,u_3,...) = z(Pi_1,Pi_2,Pi_3,...)=0

    疑问

    解析 一词怎么解释?