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密度

density

苟淵博
2002年12月
力學名詞辭典

名詞解釋:  密度在流體力學中,一般是指流體中單位體積內的流體質量。因此當假想將此體積做盡可能的縮小,但應較流體分子間的空間(spacing of fluid molecules)為大時,以此時之〝密度〞,在流體力學中稱作是流體的一個質點(fluid particle)。這樣的一個微小空間,遂亦定義為流體中的一個〝點(point)〞,如流體中〝一個點上(at apoint)〞之密度、流速或壓力等。   由牛頓定律,密度的因次式,在 L-T-M 制為 M/L3;在 L-T-F 制為FT2/L4。其單位常以克/公分3(公)、斯/呎3(美)、磅/呎3(英)等表示之。   就密度的因次式可知,它是一個動力(dynamic)因數,因而必出現在流體力學的重要無因次數(numbers)中,它與加速度合表示流體的單位慣性力,如尤拉數(Euler number)、福祿得數(Froude number)、雷諾茲數(Reynolds number)、馬赫數(Mach number)及韋伯數(Web number)等。   由牛頓定律,並且將流體密度滿足連續定理(continuity principle),遂建立了凡屬非壓性流體(incompressible fluid)的運動方程式、能量及動量方程式與原理。從而進一步導成關乎壓縮性流體、高速、超音速、瞬變或暫態流(transient flow)、爆流(blast flow),以及多相流(multiphase flow)、液變學(reology)、熱力學、及一切非牛頓流體力學的方程式與學理。   自然界中,更可觀察到因密度差(density difference)所引致的大氣及海洋中的運動,以及流體的密度層化(density stratification)、密度流(density current)、入侵(intrusion)、及浮昇流等因密度而起的流體運動。又有視密度(apparent density)之設立。所以,密度是現代流體力學之各種動力因數中,最基本的一個流體性質(fluid property)因數。   土壤力學有關密度之應用,請參見夯實百分比、過分夯實與夯實等則。

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