2023/2/17

New Bing 的回答:reynolds number 的推導

使用白金漢π定理來導出雷諾數的步驟如下¹⁴:

1. 確定問題涉及的物理量,例如流體密度ρ、流體黏度μ、流體速度V和特徵長度L。
2. 確定這些物理量的基本量和測量單位,例如ρ的基本量是質量M和長度L,測量單位是kg/m3;μ的基本量是質量M、長度L和時間T,測量單位是Pa·s或kg/(m·s);V的基本量是長度L和時間T,測量單位是m/s;L的基本量是長度L,測量單位是m。
3. 確定問題涉及的獨立因次數目,即不同的基本量數目。在這個例子中,有三個獨立因次:M、L和T。
4. 根據白金漢π定理,計算無量綱數(π參數)的數目。在這個例子中,有四個物理變數(n=4),三個獨立因次(k=3),所以無量綱數的數目為n-k=4-3=1。也就是說,只需要一個無量綱數來描述問題。
5. 選擇一組重複變數(repeating variables),即可以用來表示所有其他變數的變數。在這個例子中,可以選擇ρ、V和L作為重複變數。
6. 用重複變數乘除其他變數(或自身),使得結果沒有任何物理單位。在這個例子中,只有一個其他變數μ。用ρ、V和L乘除μ,可以得到無量綱參數:π = ρVL/μ
7. 將無量綱參數命名或識別。在這個例子中,π就是雷諾數Re。

因此,使用白金漢π定理可以導出雷諾數Re = ρVL/μ作為描述流體流動特性的無量綱參數¹⁴。

來源: 
(1) 9.2: Buckingham–π–Theorem - Engineering LibreTexts. https://bing.com/search?q=derive+reynolds+number+using+buckingham+pi+theorem
(2) Chapter 7 - 國立清華大學開放式課程OpenCourseWare(NTHU, OCW). https://ocw.nthu.edu.tw/ocw/upload/2/news/2.%20Dimensional%20Analysis.pdf
(3) Buckingham Pi Theorem Application - YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=DkJt7668kFI
(4) Buckingham π Theorem - an overview | ScienceDirect Topics. https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/buckingham-pi-theorem 
(5) Buckingham π theorem - Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Buckingham_%CF%80_theorem
(6) 9.2: Buckingham–π–Theorem - Engineering LibreTexts. https://bing.com/search?q=derive+reynolds+number+using+buckingham+pi+theorem+%e4%b8%ad%e6%96%87

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