體粘性英文解釋翻譯、體粘性的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 bulk viscosity
分詞翻譯:
體的英語翻譯:
body; style; substance; system
【計】 body
【醫】 body; corpora; corps; corpus; leukocytic crystals; scapus; shaft; soma
Somato-
粘的英語翻譯:
mucosity; paste; stick; viscidity
【建】 mucopeptide
專業解析
在漢英詞典視角下,“體粘性”(Bulk Viscosity)是一個流體力學領域的專業術語,指流體在經曆體積壓縮或膨脹時,由于内部摩擦或分子弛豫過程而表現出的抵抗體積變化的特性。它與常見的“剪切粘性”(Shear Viscosity)不同,後者描述的是流體抵抗形狀變化的特性。
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漢英對應與核心含義
- 中文“體粘性”:強調這是流體“體”積變化時呈現的“粘性”阻力屬性。
- 英文“Bulk Viscosity”: “Bulk”指“體積的、整體的”,“Viscosity”即粘性。組合起來明确指代與體積變化相關的粘性系數。
- 物理本質:當流體被快速壓縮或膨脹時(例如聲波傳播、激波),其内部狀态(如分子平動、轉動、振動能級的分布)可能無法瞬間達到新的平衡狀态,導緻能量耗散。體粘性系數(通常記為 $mu_v$, $mu'$ 或 $zeta$)就是量化這種由體積變化速率引起的不可逆能量耗散(轉化為熱)的物理量。其定義源于廣義牛頓流體本構方程中與體積膨脹率相關的項。
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與剪切粘性的區别
- 剪切粘性 (Shear Viscosity, $mu$ 或 $eta$): 主導流體抵抗剪切變形(層流滑動)的能力,是流體最常見的粘性表現(如蜂蜜的粘稠感)。它出現在本構方程中與應變率張量偏量相關的項。
- 體粘性 (Bulk Viscosity, $zeta$): 主導流體抵抗純體積變化(壓縮/膨脹)的能力。在不可壓縮流體理論中通常被忽略(因為體積不變),但在可壓縮流體動力學(尤其是涉及高頻或強壓縮的場合,如聲學、高速流體、燃燒)中至關重要。
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重要性與應用場景
- 聲波衰減:體粘性是導緻聲波在傳播過程中能量衰減(轉化為熱)的主要機制之一。聲波是疏密波,伴隨着局部的壓縮和膨脹。
- 激波結構:在激波(強壓縮波)内部,體粘性對能量耗散和确定激波厚度起着關鍵作用。
- 可壓縮流體計算:在高精度計算流體動力學 (CFD) 模拟可壓縮流(尤其是超音速流、熱流體、多相流)時,需要考慮體粘性效應以獲得準确的耗散和熱力學結果。
- 分子弛豫:在多元混合物或具有複雜分子結構的流體(如包含振動激發态的分子)中,不同自由度(平動、轉動、振動)之間能量交換的弛豫過程是體粘性的主要來源。
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數學表示與斯托克斯假設
在廣義牛頓流體(線性粘性流體)的本構關系中,應力張量 $sigma{ij}$ 可表示為:
$$
sigma{ij} = -pdelta{ij} + 2mu(dot{epsilon}{ij} - frac{1}{3}dot{epsilon}{kk}delta{ij}) + zeta dot{epsilon}{kk} delta{ij}
$$
其中:
- $p$ 是靜水壓力
- $delta_{ij}$ 是 Kronecker delta 符號
- $mu$ 是剪切粘度
- $dot{epsilon}_{ij}$ 是應變率張量
- $dot{epsilon}_{kk} =
abla cdot mathbf{v}$ 是體積膨脹率(速度散度)
- $zeta$ 是體粘性系數。
斯托克斯假設 (Stokes' Hypothesis) 是一個常用的簡化假設,它認為 $zeta = 0$。對于單原子理想氣體,該假設在理論上是合理的(因其自由度少,弛豫快)。然而,對于大多數實際流體(多原子氣體、液體),體粘性系數 $zeta$ 不為零,且可能顯著大于剪切粘度 $mu$(例如,對于水,$zeta$ 大約是 $mu$ 的 3 倍;對于二氧化碳,可能高達 $mu$ 的數百倍)。
權威參考來源:
- 《牛津流體力學詞典》(Oxford Dictionary of Fluid Mechanics):提供“Bulk Viscosity”的标準定義及其與剪切粘性的區分。
- 美國物理學會期刊《流體物理學》(Physics of Fluids - AIP Publishing):刊載大量關于體粘性理論、測量方法及其在可壓縮流、聲學、燃燒等領域作用的研究論文。
- 中國力學學會《力學名詞》:提供“體粘性”的标準中文術語定義及其英文對應詞“bulk viscosity”。
- 經典流體力學教材(如 Batchelor 的《An Introduction to Fluid Dynamics》, Landau & Lifshitz 的《Fluid Mechanics》):包含對體粘性的理論推導、物理意義讨論和斯托克斯假設的闡述。
網絡擴展解釋
關于“體粘性”的解釋,結合權威資料和物理定義,可歸納如下:
一、基本定義
體粘性(或稱流體粘性)是流體(液體或氣體)抵抗剪切變形或相對流動的一種物理性質。當流體層間存在速度差異時,會因分子間作用力産生内摩擦力(即粘滞力),阻礙流動。例如,蜂蜜的高粘性使其流動緩慢,而水的低粘性則使其易流動。
二、物理本質與表現
- 内摩擦力作用:流體流動時,相鄰流層因速度差異導緻分子動量交換,産生阻礙相對運動的内摩擦力。靜止流體不表現粘性。
- 微觀成因:
- 液體:主要源于分子間内聚力(如氫鍵、範德華力)。
- 氣體:由分子熱運動引起的動量交換主導。
三、數學表達與參數
牛頓内摩擦定律描述粘性作用:
$$
tau = mu frac{du}{dy}
$$
其中:
- $tau$ 為切應力(單位面積内摩擦力)
- $mu$ 為動力粘度(單位:Pa·s)
- $frac{du}{dy}$ 為速度梯度
四、影響因素
- 溫度:
- 液體:溫度↑ → 粘度↓(如加熱後潤滑油更易流動)
- 氣體:溫度↑ → 粘度↑(因分子熱運動加劇)
- 流體類型:非牛頓流體(如牙膏)的粘度會隨剪切速率變化。
五、實際意義
粘性在工程中影響流體輸送、潤滑設計等。例如,高粘性液壓油能更好傳遞壓力,但會增加能耗。
如需進一步了解特定流體(如血液、熔岩)的粘性特性,可參考流體力學專著或專業數據庫。
分類
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