等效球直径

科技工作者之家 2020-11-17

等效球直径(equivalent spherical diameter,ESD),为一科学名词,是指一不规则外形物体,其体积相同球体的直径。

简介根据IUPAC的定义,非圆形物体的等效直径等于非圆形物体有相同性质(空气力学、水力学、光学、电学)球体的直径。若考虑在非紊流运动下的物体,等效直径等于斯托克斯定律中的直径。

等效粒径等效粒径是指该一个颗粒的某一物理特性与同量的球形颗粒相同或相远时,人们就用当球形颗粒的直径去代表这个实际颗粒的直径。

粒径就是颗粒直径。这概念是很简单明确的,那么什么是等效粒径呢,粒径和等效粒径有什么关系呢?我们知道,只有圆球体才有直径,其它形状的几何体是没有直径的,而组成粉体的颗粒又绝大多数不是圆球形的,而是各种各样不规则形状的,有片状的、针状的、多棱状的等等。

这些复杂形状的颗粒从理论上讲是不能直接用直径这个概念来表示它的大小的。而在实际工作中直径是描述一个颗粒大小的最直观、最简单的一个量,我们又希望能用这样的一个量来描述颗粒大小,所以在粒度测试的实践中的我们引入了等效粒径这个概念。

相关研究利用4种等效Lorenz-Mie理论以及离散偶极子近似理论(DDA)计算了毫米波频率下卷云中随机取向六角形冰晶粒子的散射特性1。

对比结果表明:在毫米波频率下,利用等效体积与投影面积比值(V/A)Lorenz-Mie理论计算的结果与DDA的结果最接近,最后利用最小二乘法拟合出误差公式,为等效球理论代替DDA计算复杂的六角形冰晶粒子散射特性提供参考依据。

依据Ⅳ型弯张换能器壳体尺寸远小于波长的特点,利用体积位移相等的原理,将无障板的溢流式Ⅳ型弯张换能器等效为摆动球,将空气背衬式Ⅳ型弯张换能器等效为脉动球2。

利用等效球模型计算了这两种换能器的辐射阻抗值并与有限元计算值相比较,结果显示这两种计算结果比较一致。这两种换能器性能差异主要是由辐射阻抗不同所引起的。

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学

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