Knudsenin numero

Knudsenin luku ( ) on yksi harvinaisten kaasujen liikkeen samankaltaisuuden kriteereistä:

missä  on molekyylien keskimääräinen vapaa reitti kaasussa,  on virtauksen ominaiskoko (esimerkiksi virtaviivaisen kappaleen pituus, putkilinjan halkaisija, vapaan suihkun halkaisija). Ihanteelliselle kaasulle kaava on:

missä  on Boltzmannin vakio ,  on paine ,  on lämpötila ,  on hiukkasen poikittaiskoko.

Nimetty tanskalaisen fyysikon Martin Knudsenin (1871–1949) mukaan.

Numeerinen arvo kuvaa kaasuvirran harventumisastetta. Jos (teoreettisesti kohdassa ), niin harvennetulla kaasulla (tai tyhjiöputkissa virtaavien) kappaleiden aerodynaamiset ominaisuudet voidaan laskea ottamatta huomioon molekyylien törmäyksiä toisiinsa, vaan vain molekyylien vaikutukset kiinteään aineeseen. pinta (vapaa molekyylivirtaus). Käytännössä tällaisia ​​menetelmiä sovelletaan ja niitä käytetään jo . Jos (teoreettisesti kohdassa ) hydroaeromekaniikan perusoletus väliaineen jatkuvuudesta (jatkuvuudesta) on pätevä ja virtausta laskettaessa voidaan käyttää Eulerin yhtälöitä tai Navier-Stokesin yhtälöitä.vastaavien reunaehtojen kanssa. Käytännössä nämä menetelmät ovat päteviä ja niitä käytetään jo .

Knudsen-luvun arvojen alueella toteutetaan erilaisia ​​​​välimuotoja vapaiden molekyylien ja jatkuvan jalostetun kaasun virtauksen välillä uusien rajaehtojen kanssa.

Knudsenin luvut voidaan ilmaista dimensiottomina Mach- ja Reynolds-lukuina :

missä  on kaasun ominaislämpökapasiteettien suhde vakiopaineessa ja tilavuudessa, vastaavasti.

Chapman-Enskog-  laajennus on sarjalaajennus pienellä Knudsen-luvulla.