Comprimento característico - Characteristic length

Em física, um comprimento característico é uma dimensão importante que define a escala de um sistema físico. Muitas vezes, esse comprimento é usado como uma entrada para uma fórmula a fim de prever algumas características do sistema, e é geralmente necessário para a construção de uma quantidade adimensional , no quadro geral de análise dimensional e em aplicações particulares, como fluido mecânica .

Em mecânica computacional, um comprimento característico é definido para forçar a localização de uma equação constitutiva de suavização de tensão. O comprimento está associado a um ponto de integração. Para análise 2D, é calculado tirando a raiz quadrada da área. Para análise 3D, é calculado tomando a raiz cúbica do volume associado ao ponto de integração.

Exemplos

Um comprimento característico é geralmente o volume de um sistema dividido por sua superfície:

${\ displaystyle L_ {c} = V _ {\ mathrm {body}} / A _ {\ mathrm {surface}}}$

Por exemplo, é usado para calcular o fluxo através de tubos circulares e não circulares para examinar as condições de fluxo (ou seja, o número de Reynolds ). Nesses casos, o comprimento característico é o diâmetro do tubo ou, no caso de tubos não circulares, seu diâmetro hidráulico : ${\ displaystyle D_ {h}}$

${\ displaystyle D_ {h} = 4A_ {c} / p}$

Onde está a área da seção transversal do tubo e seu perímetro molhado. É definido de tal forma que se reduz a um diâmetro circular de D para tubos circulares. ${\ displaystyle A_ {c}}$${\ displaystyle p}$

Para fluxo através de um duto quadrado com um comprimento lateral de a, o diâmetro hidráulico é: ${\ displaystyle D_ {h}}$

${\ displaystyle D_ {h} = 4a ^ {2} / 4a = a}$

Para um duto retangular com comprimentos laterais a e b:

${\ displaystyle D_ {h} = {\ frac {4ab} {2 (a + b)}} = {\ frac {2ab} {a + b}}}$

Para superfícies livres (como no fluxo de canal aberto), o perímetro úmido inclui apenas as paredes em contato com o fluido.

Da mesma forma, na câmara de combustão de um motor de foguete , o comprimento característico é definido como o volume da câmara dividido pela área da garganta. Como a garganta de um bico de Laval é menor que a câmara de combustão, o comprimento característico é maior do que o comprimento físico da câmara de combustão. ${\ displaystyle L ^ {*}}$

Referências

Este artigo é um esboço sobre física . Você pode ajudar a Wikipedia expandindo-a .

• v
• t
• e