特徵長度

在物理學中，特徵長度是定義物理系統規模的重要維度。通常，這樣的長度被用作公式的輸入，以預測系統的某些特徵，通常在尺寸分析的一般框架中，尤其是流體等應用程序中，通常需要通過構造無量綱數量力學。

在計算力學中，特徵長度被定義為迫使應力軟化本構方程的定位。長度與集成點有關。對於2D分析，它是通過佔據區域的平方根來計算得出的。對於3D分析，它是通過將與集成點相關的體積的立方根進行計算得出的。

例子

特徵長度通常是系統的體積除以其表面的劃分：

例如，它用於計算通過圓形和非圓形管的流動，以檢查流動條件（即雷諾數）。在這種情況下，特徵長度是管道的直徑，或者在非圓管的情況下，其液壓直徑 ：

在哪裡是管道的橫截面區域， 是它的濕周長。它的定義使其可將其簡化為圓管D的圓形直徑。

對於側面長度為a的正方形管道的流動，液壓直徑是：

對於側面長度A和B的矩形管道：

對於游離表面（例如在開放通道流中），濕周邊僅包括與流體接觸的牆壁。

同樣，在火箭發動機的燃燒室中，特徵長度定義為腔室體積除以喉部區域。由於De Laval噴嘴的喉嚨小於燃燒室的橫截面，因此特徵長度大於燃燒室的物理長度。