因次分析

因次分析
又称量纲分析,量纲分析的基础是量纲一致性的原则和所谓的π定理。量纲一致性的原理表明:凡是根据基本物理规律导出的物理方程,其中的量纲必然相同。根据白金汉(Buckingham)所提出的π定理,任何量纲一致的物理方程都可以表示为一组量纲为1数群的零函数,即:F(π1,π2,π3,...,πi)=0。
是对过程有关物理量的因次(即量纲)进行分析,得到为数较少的无因次数(即无量纲参数)群间关系的方法,和相似论方法同为指导实验的化学工程研究方法,在工程学科的研究中有着广泛的应用。

方法基础

①很多物理量都是有因次的,如速度的因次为(长度/时间),写作LT-1,密度的因次为(质量/长度3),写作ML-3等。若干物理量总能以适当的幂次组合构成无因次的数群,如在研究管内流动时,可将速度 u、管径d、流体密度ρ,流体粘度μ 四个量组成一个无因次数群
,即雷诺数Re。②任何物理方程总是齐因次的,即相加或相减的各项都有相同的因次。因此原则上,经过适当的变换,物理方程总可以改写为无因次数群间关系的形式。