特征长度

在物理上，特征长度是指可定义物理系统的重要尺度，一般会出现在一些公式中，表达系统的一些尺寸特性。特征长度会用到的应用包括无因次量（像是雷诺数、毕奥数及努塞尔特数）的公式，这是因次分析以及流体力学的基础。

在计算力学中，特征长度是用来调整本构方程中应力集中程度的数值，特征长度和积分点有关，若是二维分析，特征长度是面积的平方根，若是三维分析，特征长度是体积的立方根。

例子

特征长度常会用体积除以表面积来求得

$$L_{c}={\frac {V_{\mathrm {body} }}{A_{\mathrm {surface} }}}$$

例如，特征长度会用在计算经过圆管及非圆管的流动时（雷诺数）。此情形下，管路的特征长度会是圆管的直径，以及非圆管的水力直径（hydraulic diameter） $D_{h}$:

$$D_{h}={\frac {4A_{c}}{p}}$$

其中$A_{c}$是管路的截面积，$p$为其湿周，此定义方式会在圆管时简化成直径D。

若是经过边长a方管的水流，其水力直径为：

$$D_{h}={\frac {4a^{2}}{4a}}=a$$

若是边长分别为a和b的长方管：

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

若是明渠流，湿周只包括接触液体的渠壁。

在火箭发动机的燃烧室中，特征长度$L^{*}$定义成燃烧室体积除以喉区面积。因为拉伐尔喷管的喉区小于燃烧室的截面积，其特征长度会比燃烧室的实际长度要长。

外部链接

• Definition （页面存档备份，存于互联网档案馆）