特徵長度屬於分形幾何的概念。
基本介紹
- 中文名：特徵長度
- 外文名：characteristic length
- ：
- ：
- ：
對於某個物體, 特徵長度通常是指該物體長度中有代表意義的長度, 如我們考察一個球體, 那么它的特徵長度就是該球體的半徑或直徑。自然界中的物體或圖形, 要么具有特徵長度, 要么不具有特徵長度。對於具有特徵長度的物體, 只要其特徵長度不變, 其性質就不會發生什麼變化。
物理學中，特徵長度是定義物理系統尺度的維度。特徵長度用作公式的輸入，可預測系統的某些特性。
計算力學中，定義特徵長度來讓應力軟化本構方程的局部化。長度與積分點相關。二維分析計算方法：取面積的平方根。對三維分析計算方法：取積分點相關體積的立方根。
特徵長度的一般公式為系統體積除以其表面，即:L c =V body /A surface
典型用例：
計算通過圓形和非圓形管道的流量，以檢查流動條件(即雷諾數)。此情況下，特徵長度是管道直徑，或在非圓管的情況下，其水力直徑D h :
D h =4A c /p
式中，A為管道的截面積，p為管道的潤濕周長。對於邊長為a和b的矩形管道:
D h = 4a b /2(a + b) = 2a b /(a + b)
管道截面是側長為a的正方形時，水力直徑
D h=4a^2/4a=a
對於自由表面(如在明渠流中)，濕潤的周長只包括與流體接觸的壁面。
