克努森效应英文解释翻译、克努森效应的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Knudsen effect

分词翻译：

克的英语翻译：

gram; gramme; overcome; restrain
【医】 G.; Gm.; gram; gramme

努的英语翻译：

exert; protrude; put forth

森的英语翻译：

dark; full of trees; gloomy; in multitudes

效应的英语翻译：

effect
【医】 effect

专业解析

克努森效应（Knudsen effect）是稀薄气体动力学中的核心概念，指当气体分子的平均自由程与流场特征尺寸相当时，分子与容器壁面的碰撞频率超过分子间的相互碰撞，导致传统流体连续性假设失效的现象。该效应由丹麦物理学家马丁·克努森（Martin Knudsen）在1909年通过实验首次系统描述，其英文术语为"Knudsen flow"或"free molecular flow"。

判断克努森效应是否显著的关键参数是克努森数（Knudsen number，Kn），计算公式为： $$ Kn = frac{lambda}{L} $$ 其中$lambda$为气体分子平均自由程，$L$为流动特征长度。当Kn＞0.1时，气体进入滑移流区；Kn＞10时则完全呈现自由分子流状态。该参数在真空技术、微机电系统（MEMS）和航天器热控制等领域具有重要应用价值。

根据《气体动力学》（人民教育出版社，2012）的表述，克努森效应会导致以下典型现象：① 速度滑移和温度跳跃边界条件；② 非傅里叶热传导特性；③ 稀薄气体中热泳力的异常增强。NASA技术报告（NASA/CR-2020-220648）指出，该效应在火星探测器大气再入的稀薄气体模拟中必须特别考虑。

在工程实践中，克努森效应会影响微尺度流动的传热传质效率。例如，在半导体制造工艺中，当反应腔室压力低于10 Pa时，气体输运过程必须采用基于玻尔兹曼方程的分子动力学模拟方法（参见《微纳尺度传热学》，科学出版社，2018）。国际标准化组织ISO 14291:2015已将克努森数作为真空设备选型的重要技术参数。

网络扩展解释

克努森效应（Knudsen effect）是气体动力学中的一个重要现象，主要描述在稀薄气体或微尺度环境下，气体分子的平均自由程与流动系统的特征尺寸相当时，传统连续介质假设失效而引发的特殊流动行为。以下是详细解释：

1.核心定义

克努森效应得名于丹麦物理学家马丁·克努森（Martin Knudsen）。当气体分子平均自由程（λ）接近或超过流动系统的特征长度（L）时（即克努森数( Kn = frac{lambda}{L} ) 较大），分子间的碰撞频率降低，气体不再满足连续介质的假设，此时会出现速度滑移、温度跳跃等非平衡现象。

2.物理机制

稀薄气体行为：在低压或微尺度环境中，分子运动以自由飞行为主，碰撞减少，导致动量/能量传递方式改变。
边界条件变化：传统流体在壁面处速度为0，但克努森效应下会出现速度滑移（速度不为零）和温度跳跃（温度不连续）。
传热与传质差异：热传导和扩散过程偏离傅里叶定律或菲克定律，需用玻尔兹曼方程描述。

3.克努森数（Kn）的分区

( Kn < 0.01 )：连续流区，经典流体力学适用。
( 0.01 < Kn < 0.1 )：滑移流区，需修正边界条件。
( 0.1 < Kn < 10 )：过渡流区，需分子动力学方法。
( Kn > 10 )：自由分子流区，分子间碰撞可忽略。

4.应用领域

微机电系统（MEMS）：微泵、微传感器的设计中需考虑气体稀薄效应。
真空技术：高真空环境下气体流动的模拟与设备优化。
航空航天：高空稀薄大气中飞行器的热防护与气动设计。
纳米材料制备：化学气相沉积（CVD）过程中气体输运的精确控制。

5.数学描述示例

速度滑移条件可表示为： $$ u{text{wall}} = left. frac{2-sigma}{sigma} lambda frac{partial u}{partial y} right|{text{wall}} $$ 其中 ( sigma ) 为切向动量调节系数，( lambda ) 为平均自由程。

克努森效应揭示了微观分子运动与宏观流动行为的关联，对微纳技术、真空工程等领域至关重要。理解这一效应需结合克努森数分区，并采用适合的模型（如玻尔兹曼方程或直接模拟蒙特卡洛方法）进行分析。