人工粘性英文解釋翻譯、人工粘性的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 artificial viscosity

分詞翻譯：

人工的英語翻譯：

manpower; manual work
【計】 aritificial
【經】 labour

粘的英語翻譯：

mucosity; paste; stick; viscidity
【建】 mucopeptide

專業解析

在流體力學和計算科學領域，"人工粘性"（Artificial Viscosity）指人為引入的數值耗散項，用于在計算流體動力學（CFD）模拟中抑制激波附近的非物理震蕩，維持數值穩定性。該概念由馮·諾依曼與裡希特邁爾于1947年首次提出，核心是通過數學手段模拟物理粘性的耗散效應，解決雙曲型偏微分方程數值求解中的不穩定性問題。

一、術語定義與數學表達

英文對照：Artificial Viscosity（縮寫：AV）
核心功能：在激波捕捉方法中平滑解的間斷性，避免數值震蕩導緻的發散。其經典形式為馮·諾依曼-裡希特邁爾公式：
$$ mu_{text{art}} = C cdot rho cdot (Delta x) cdot left| frac{partial u}{partial x} right| $$

其中 (C) 為無量綱常數，(rho) 為密度，(Delta x) 為網格尺寸，(u) 為流速。

二、應用場景與技術價值

激波模拟：在歐拉方程求解中，人工粘性可消除激波前後出現的非物理振蕩，例如超音速流動中的壓縮波計算。
網格依賴性：其強度與網格分辨率相關（(propto (Delta x))），需通過網格收斂性研究确定最優參數。
現代變體：包括高階格式（如WENO）和隱式大渦模拟（ILES）中的自適應耗散項，以平衡精度與穩定性。

三、學術權威來源

原始文獻：Von Neumann, J., & Richtmyer, R. D. (1950). A Method for the Numerical Calculation of Hydrodynamic Shocks. Journal of Applied Physics. （美國物理聯合會）
标準教材：Anderson, J. D. (1995). Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications. McGraw-Hill. ISBN 978-0070016859（第4章）
術語規範：美國航空航天學會（AIAA）标準術語庫定義：https://www.aiaa.org/terms（檢索"Artificial Dissipation"）

注：中文"人工粘性"為直譯術語，常見于計算力學文獻，需區别于物理粘性（Physical Viscosity）。其實現方式隨數值方法演進，但核心目标始終是增強計算的魯棒性。

網絡擴展解釋

人工粘性是計算流體力學和數值模拟中引入的一種人為參數或數學方法，主要用于穩定數值計算并處理激波、高梯度區域等問題。以下是詳細解釋：

1.基本定義

人工粘性（Artificial Viscosity）是一種數值技術，通過在方程中引入額外的粘性項來抑制計算過程中出現的非物理振蕩（如激波附近的數值震蕩）。它與真實流體的物理粘性（由分子間作用力引起）不同，是一種數學上的修正手段。

2.目的與作用

數值穩定性：在求解歐拉方程或無粘流體的Navier-Stokes方程時，人工粘性可避免因激波或壓縮波導緻的數值發散。
激波捕捉：幫助平滑激波附近的物理量突變，使其在離散網格上可解析。
減少網格依賴性：通過張量性質的人工粘性方法，降低數值結果對網格劃分的敏感性。

3.實現方式

經典方法：如Von Neumann-Richtmyer人工粘性，通過添加與速度梯度相關的粘性項。
限制器技術：現代方法（如Lew人工粘性）通過特征值限制器區分激波壓縮和等熵壓縮，僅在需要時施加粘性，避免過度耗散真實渦流。
SPH中的應用：在光滑粒子流體動力學中，人工粘性通常包含聲速項，并僅在粒子接近時激活。

4.與物理粘性的區别

物理粘性（如水的粘性）是流體的固有屬性，而人工粘性：

無明确物理意義，僅為數值穩定服務；
隨網格/粒子分辨率提高而趨近于零；
作用範圍局限于高梯度區域。

5.典型應用場景

爆炸與沖擊波模拟：如武器物理、超高速碰撞；
大跨度屋頂風壓預測：抑制壓力場的數值震蕩；
多介質流動問題：在拉格朗日框架下處理材料界面處的複雜波動。

公式示例（經典人工粘性項）：

$$ q = rho cdot (l cdot Delta u) $$ 其中$rho$為密度，$l$為特征長度，$Delta u$為速度梯度。

需注意，人工粘性的選擇需平衡計算精度與穩定性，過度使用可能導緻物理失真。實際應用中需結合具體問題設計粘性模型。