派定理,也稱為π定理,是量綱分析法中的一個重要定理。它的主要內容可以概括為以下幾點:
定理內容:
在任一物理過程中,如果包含有n個有量綱的物理量,並且選擇其中的m個作為基本物理量,則這一物理過程可以由n個物理量組成的n-m個無量綱量所構成的關係式描述。
這些無量綱數是用π表示的,因此得名π定理。
以數學形式表示,設n個物理量為x1, x2, ..., 則這一物理過程可以表示為一般函式關係式F(x1, x2, ..., xm)。利用π定理,可以將此函式關係式簡化為F(π1, π2, ..., π(n-m)),其中πi(i=1,2,...,n-m)為獨立參數,每個數都是由上述各變數組成的無量綱量。
函式F的具體形式通常需要通過實驗來確定。
定理意義:
π定理指出,通過將有量綱的物理量轉換為無量綱的π參數,可以減少變數的數量,從而簡化問題。
無量綱參數圖比有量綱參數坐標圖的套用範圍更廣泛。
無量綱關係通常可以根據模型試驗繪製,而且無量綱關係式可以指導如何組織試驗、簡化試驗、整理試驗成果,使試驗工作量大大減少。
套用步驟:
根據對所研究現象的認識,確定影響這個現象的各個物理量,並寫出一般函式關係式。
選取基本量綱,例如[L,T,M]或[L,T,F],這些基本量綱的選擇不會影響到最後的分析結果。
通過上述步驟進行無量綱化,可以將複雜的物理過程簡化為易於處理的形式。
π定理不僅是一種分析問題的工具,而且可以通過正確的因素分析,即使是在影響因素分析不正確的情況下,也能通過量綱分析得到正確的結論。