体粘性英文解释翻译、体粘性的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 bulk viscosity
分词翻译:
体的英语翻译:
body; style; substance; system
【计】 body
【医】 body; corpora; corps; corpus; leukocytic crystals; scapus; shaft; soma
Somato-
粘的英语翻译:
mucosity; paste; stick; viscidity
【建】 mucopeptide
专业解析
在汉英词典视角下,“体粘性”(Bulk Viscosity)是一个流体力学领域的专业术语,指流体在经历体积压缩或膨胀时,由于内部摩擦或分子弛豫过程而表现出的抵抗体积变化的特性。它与常见的“剪切粘性”(Shear Viscosity)不同,后者描述的是流体抵抗形状变化的特性。
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汉英对应与核心含义
- 中文“体粘性”:强调这是流体“体”积变化时呈现的“粘性”阻力属性。
- 英文“Bulk Viscosity”: “Bulk”指“体积的、整体的”,“Viscosity”即粘性。组合起来明确指代与体积变化相关的粘性系数。
- 物理本质:当流体被快速压缩或膨胀时(例如声波传播、激波),其内部状态(如分子平动、转动、振动能级的分布)可能无法瞬间达到新的平衡状态,导致能量耗散。体粘性系数(通常记为 $mu_v$, $mu'$ 或 $zeta$)就是量化这种由体积变化速率引起的不可逆能量耗散(转化为热)的物理量。其定义源于广义牛顿流体本构方程中与体积膨胀率相关的项。
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与剪切粘性的区别
- 剪切粘性 (Shear Viscosity, $mu$ 或 $eta$): 主导流体抵抗剪切变形(层流滑动)的能力,是流体最常见的粘性表现(如蜂蜜的粘稠感)。它出现在本构方程中与应变率张量偏量相关的项。
- 体粘性 (Bulk Viscosity, $zeta$): 主导流体抵抗纯体积变化(压缩/膨胀)的能力。在不可压缩流体理论中通常被忽略(因为体积不变),但在可压缩流体动力学(尤其是涉及高频或强压缩的场合,如声学、高速流体、燃烧)中至关重要。
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重要性与应用场景
- 声波衰减:体粘性是导致声波在传播过程中能量衰减(转化为热)的主要机制之一。声波是疏密波,伴随着局部的压缩和膨胀。
- 激波结构:在激波(强压缩波)内部,体粘性对能量耗散和确定激波厚度起着关键作用。
- 可压缩流体计算:在高精度计算流体动力学 (CFD) 模拟可压缩流(尤其是超音速流、热流体、多相流)时,需要考虑体粘性效应以获得准确的耗散和热力学结果。
- 分子弛豫:在多元混合物或具有复杂分子结构的流体(如包含振动激发态的分子)中,不同自由度(平动、转动、振动)之间能量交换的弛豫过程是体粘性的主要来源。
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数学表示与斯托克斯假设
在广义牛顿流体(线性粘性流体)的本构关系中,应力张量 $sigma{ij}$ 可表示为:
$$
sigma{ij} = -pdelta{ij} + 2mu(dot{epsilon}{ij} - frac{1}{3}dot{epsilon}{kk}delta{ij}) + zeta dot{epsilon}{kk} delta{ij}
$$
其中:
- $p$ 是静水压力
- $delta_{ij}$ 是 Kronecker delta 符号
- $mu$ 是剪切粘度
- $dot{epsilon}_{ij}$ 是应变率张量
- $dot{epsilon}_{kk} =
abla cdot mathbf{v}$ 是体积膨胀率(速度散度)
- $zeta$ 是体粘性系数。
斯托克斯假设 (Stokes' Hypothesis) 是一个常用的简化假设,它认为 $zeta = 0$。对于单原子理想气体,该假设在理论上是合理的(因其自由度少,弛豫快)。然而,对于大多数实际流体(多原子气体、液体),体粘性系数 $zeta$ 不为零,且可能显著大于剪切粘度 $mu$(例如,对于水,$zeta$ 大约是 $mu$ 的 3 倍;对于二氧化碳,可能高达 $mu$ 的数百倍)。
权威参考来源:
- 《牛津流体力学词典》(Oxford Dictionary of Fluid Mechanics):提供“Bulk Viscosity”的标准定义及其与剪切粘性的区分。
- 美国物理学会期刊《流体物理学》(Physics of Fluids - AIP Publishing):刊载大量关于体粘性理论、测量方法及其在可压缩流、声学、燃烧等领域作用的研究论文。
- 中国力学学会《力学名词》:提供“体粘性”的标准中文术语定义及其英文对应词“bulk viscosity”。
- 经典流体力学教材(如 Batchelor 的《An Introduction to Fluid Dynamics》, Landau & Lifshitz 的《Fluid Mechanics》):包含对体粘性的理论推导、物理意义讨论和斯托克斯假设的阐述。
网络扩展解释
关于“体粘性”的解释,结合权威资料和物理定义,可归纳如下:
一、基本定义
体粘性(或称流体粘性)是流体(液体或气体)抵抗剪切变形或相对流动的一种物理性质。当流体层间存在速度差异时,会因分子间作用力产生内摩擦力(即粘滞力),阻碍流动。例如,蜂蜜的高粘性使其流动缓慢,而水的低粘性则使其易流动。
二、物理本质与表现
- 内摩擦力作用:流体流动时,相邻流层因速度差异导致分子动量交换,产生阻碍相对运动的内摩擦力。静止流体不表现粘性。
- 微观成因:
- 液体:主要源于分子间内聚力(如氢键、范德华力)。
- 气体:由分子热运动引起的动量交换主导。
三、数学表达与参数
牛顿内摩擦定律描述粘性作用:
$$
tau = mu frac{du}{dy}
$$
其中:
- $tau$ 为切应力(单位面积内摩擦力)
- $mu$ 为动力粘度(单位:Pa·s)
- $frac{du}{dy}$ 为速度梯度
四、影响因素
- 温度:
- 液体:温度↑ → 粘度↓(如加热后润滑油更易流动)
- 气体:温度↑ → 粘度↑(因分子热运动加剧)
- 流体类型:非牛顿流体(如牙膏)的粘度会随剪切速率变化。
五、实际意义
粘性在工程中影响流体输送、润滑设计等。例如,高粘性液压油能更好传递压力,但会增加能耗。
如需进一步了解特定流体(如血液、熔岩)的粘性特性,可参考流体力学专著或专业数据库。
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