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克努曾數是流體力學中表徵氣體稀薄程度的一個無量綱參數,簡記為Kn。

1 克努曾數 -克努曾數

 

2 克努曾數 -正文

  流體力學中表徵氣體稀薄程度的一個無量綱參數,簡記為Kn。它等於氣體分子平均自由程l與流場的特徵長度L (如飛船或衛星的線性尺度或氣溶膠粒子的直徑)的比值,Kn=l/LKn數越大表示氣體越稀薄。在標準狀況下,空氣中分子的平均自由程約為0.065微米,故只在考慮 5微米以下尺寸的物體(如在氣溶膠力學中將遇到這樣大小的粒子)時,氣體的離散分子結構的效應才顯現出來。對於一般尺寸的物體和不太高的高程,在大氣中通常碰到的都是Kn數極小的情況,所以在流體力學中才得以用連續介質模型成功地描述由單個分子構成的氣體的流動特性。當分子碰撞的平均自由程與流動尺寸相比不能忽略時(例如在幾十公里高空的飛行器運動中,分子平均自由程與物體特徵長度之比不能忽略),即Kn值不是十分小時,離散分子結構的效應開始顯現出來。這種流動的特徵是稀薄氣體動力學研究的內容。在稀薄氣體動力學中,根據Kn數的大小將流動劃分為三個領域:0.01≤Kn≤0.1為滑流領域;0.1≤Kn≤10為過渡領域;Kn>10為自由分子流。Kn數可與流體力學中熟知的馬赫數ΜaU/c(U為流速,c為當地聲速)和雷諾數ReUL/νν為運動學粘性係數)聯繫起來:

克努曾數

式中γ為比熱比。

 

3 克努曾數 -配圖

 

4 克努曾數 -相關連接

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