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傅立葉數是什麼

傅立葉數(Fourier number)是一箇在物理學及工程學領域中用於描述非穩態熱傳導分子擴散的無因次量。它可以通過以下兩種情況來定義:

熱傳導情況:

定義式爲 \( Fo_h = \frac{\alpha t}{L^2} \),其中 \(\alpha\) 是熱擴散率,\(t\) 是特徵時間,\(L\) 是熱傳導發生處的特徵長度。

傅立葉數表示熱傳導速率對熱量儲存速率的比值,用於描述熱擾動在物體內部的傳播程度。

質量擴散情況:

定義式爲 \( Fo_m = \frac{D t}{L^2} \),其中 \(D\) 是質量擴散率,\(t\) 是特徵時間,\(L\) 是質量擴散發生處的特徵長度。

傅立葉數用於描述質量擴散過程中,質量擾動在物體內部的傳播程度。

物理意義:傅立葉數越大,熱或質量擾動就越深入地傳播到物體內部,物體內各點的溫度或濃度越接近周圍介質的溫度或濃度。

需要注意的是,傅立葉數與傅立葉級數(Fourier Series)是不同的概念。傅立葉級學是一種數學工具,用於將週期信號表示爲一系列不同頻率的正弦(餘弦)函數的和。而傅立葉數是一箇無因次量,用於描述物理過程中的相似性或重要性。