20.3
버킹엄 파이 정리를 사용하여 파이 항을 결정하려면 비행기 날개의 양력을 분석하는 예를 생각해 보십시오.
여기서 관련 변수에는 날개에 의해 생성되는 양력, 공기 밀도, 날개 면적, 항공기 속도 및 공기 점도가 포함됩니다.
각 변수는 질량, 길이, 시간과 같은 기본 차원으로 표현되어 무차원 항을 구성하기 위한 일관된 기반을 제공합니다.
Pi 항의 수는 총 변수에서 기본 차원을 빼서 결정됩니다.
이 경우 5개의 변수와 3개의 차원으로 2개의 Pi 항이 생성됩니다. 그런 다음 공기 밀도, 속도 및 날개 면적의 세 가지 변수를 반복 변수로 선택하여 모든 차원을 포괄하여 독립적임을 확인합니다.
나머지 변수(양력과 점도)는 반복 변수와 결합되어 차원 없는 Pi 항을 형성합니다.
각 Pi 항은 모든 단위가 상쇄되는지 확인하여 차원이 없는지 확인합니다. 마지막 Pi 항은 원래 변수를 리프트 시스템의 필수 특성을 포착하는 표현식으로 단순화합니다.
버킹엄 파이 정리는 차원 분석에서 가치 있는 방법으로, 변수 간의 복잡한 관계를 무차원 항으로 축소합니다. 비행기 날개의 양력을 분석하는 데 관련된 변수에는 양력, 공기 밀도, 날개 면적, 항공기 속도, 공기 점도가 있습니다. 각 변수를 기본 차원(질량, 길이, 시간)…