什么是標度定律(Scaling Laws)？

比例定律是科學和工程中的一個概念，它指的是根據所考慮的規模（大小）而急劇變化的變量。例如，如果你試圖用與2噸汽車相同的工程假設來制造一輛50噸的采礦車，你可能會得到一輛甚至都不會跑的車。當考慮一個非常大或小的建筑...

比例定律是科學和工程中的一個概念，它指的是根據所考慮的規模（大小）而急劇變化的變量。例如，如果你試圖用與2噸汽車相同的工程假設來制造一輛50噸的采礦車，你可能會得到一輛甚至都不會跑的車。當考慮一個非常大或小的建筑的設計時，"比例定律"這個詞經常出現，因此，有必要仔細考慮，將典型尺寸構件的原理擴展到尺寸異常的構件上。手放在臀部的婦女，一些比例定律很簡單，例如，"對于三維結構，體積隨著線性尺寸的立方增加而增加。"這簡單地說，線性尺寸每增加10倍，構件的體積就增加1000倍。這對設計機器或結構很重要：如果你想使水塔的容量增加一倍，那么它的線性尺寸只會增加幾倍百分之十幾，而不是翻一番。簡單而真實。標度定律有更復雜的變化。在微技術和納米技術領域發現了一些最有趣的比例定律表現形式，工程師必須同時處理和利用小尺度產生的不尋常特性。在微流控技術中，一些不尋常的特性包括層流、表面張力、電潤濕、快速熱松弛、表面電荷和擴散。例如，在尺寸小于半毫米的流體室中，流動是層流的，這意味著兩個會聚的通道不能像宏觀尺度上那樣通過湍流混合，而是必須通過擴散混合。這里還有許多其他比例定律的例子。當某些特性不受尺度影響而保持不變時，稱為縮放不變量例子包括在所有尺度上發生的任何事情，包括雪崩現象、電絕緣體的磨損、流體通過無序介質的滲透、以及溶液中分子的擴散。隨著我們對物理和力學的進一步了解，我們發現了有趣的新的尺度不變現象。總的來說，大多數物理性質隨尺度而變化。

發表于 2020-09-17 20:24
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分類：科學教育

什么是標度定律(Scaling Laws)？

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