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[科普中國]-迪恩數(shù)

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迪恩數(shù)(D,De或Dn)是流體力學(xué)中的無因次量,會用在彎管及彎曲渠道的流體研究中,得名自1920年代研究彎曲流場的英國科學(xué)家威廉·雷金納德·迪恩1。

定義迪恩數(shù)的定義如下:

為流體密度

為流體的粘度

是軸向的速度值

為彎管直徑(若截面不是圓形,可以用等效直徑,請參考雷諾數(shù))

是彎管的曲率半徑

迪恩數(shù)和雷諾數(shù)(基于在直徑d的管內(nèi)流速為V的流體)及曲率平方根的乘積成正比。

迪恩方程迪恩數(shù)出現(xiàn)在迪恩方程中,這是針對牛頓流體在環(huán)面管中的軸向均勻流,曲率效應(yīng)較小 時針對納維-斯托克斯方程的近似。

此處使用正交座標(biāo)系,其單位向量和彎管的中線對齊,延著中線方向,和中線平面垂直,而為副法線.若軸向流是因為壓力梯度而產(chǎn)生,其軸向速度 除以,跨流線的速度除以 ,跨流線的壓力除以,而長度除以曲率半徑。

利用上述的無因次變數(shù)及座標(biāo),迪恩方程式可以用下式表示

其中

為實質(zhì)導(dǎo)數(shù)。

迪恩數(shù)D是上述系統(tǒng)中唯一的參數(shù),也包括了曲率效應(yīng)的第一階效應(yīng)在內(nèi),若要考慮更高階的效應(yīng),需要引入其他的參數(shù)。

若曲率的影響不大時(D比較?。隙鞣匠炭梢杂玫隙鲾?shù)的級數(shù)展開來表示. 此處在(Dennis & Ng 1982)時都還是穩(wěn)定的。若D值較大,有許多不同的解,其中有許多是不穩(wěn)定的2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

胡建平 - 副教授 - 西北工業(yè)大學(xué)