无量纲数是在不同物理量之间进行比较时使用的数,它表示的是两个量纲相同的物理量之比,或者通过几个量纲不同的物理量通过乘除组合得到。无量纲数在科学研究和工程设计中具有重要的应用价值。以下是一些常见的无量纲数:
雷诺数 (Reynolds number, Re)
定义:流体流动中的惯性力与粘性力之比。
物理意义:判断流体流动是层流还是湍流。
努塞尔数 (Nusselt number, Nu)
定义:流体边界(表面)的对流热量与传导热量的比率。
物理意义:反映对流换热能力。
普朗特数 (Prandtl number, Pr)
定义:流体中动量扩散率与热扩散率的比值。
物理意义:表示温度边界层和流动边界层的关系。
马赫数 (Mach number, Ma)
定义:流体速度与当地声速之比。
物理意义:表征流体可压缩程度。
弗劳德数 (Froude number, Fr)
定义:自由表面流动中的惯性力与重力之比。
物理意义:表征惯性力和重力的相对大小。
欧拉数 (Euler number, Eu)
定义:压力变化与动力能变化之比。
物理意义:表征流动过程中压力损失的大小。
斯特劳哈尔数 (Strouhal number, St)
定义:流动中振荡频率与流速的关系。
物理意义:与流体中的振荡现象有关。
黄金分割比 (Golden Ratio, φ)
定义:(1+√5)/2,约等于1.61803398875。
物理意义:在美学、数学等领域有广泛的应用。
圆周率 (π)
定义:圆的周长与直径之比,约等于3.14159265358979323846。
物理意义:在几何学、物理学等领域中非常重要。
阿基米德数 (Archimedes number, Ar)
定义:流体密度与重力加速度之比。
物理意义:在流体力学中,特别是涉及浮力和流体运动的问题中。
无量纲数在流体力学、热传导、电磁学、光学等多个领域都有广泛的应用。它们帮助研究者将问题简化,并使得不同尺度或不同条件下的物理现象可以进行比较和分析