使用单位进行尺寸计算

量纲分析可以让你理解方程中不同物理量之间的关系。一个—例如,长度—是一个没有数字的物理量的度量。一个单位- - - - - -例如,米、英寸或英里- - - - - -为该维度指定一个数字或度量值。

通过量纲分析,您可以:

  • 使用标准单位和单位系统。单位系统由一组基本单位和派生单位组成。最常用的单位系统是SI、US和CGS。例如,SI基本单位包括质量(kg)、时间(s)、长度(m)、电流(安培)和温度(开尔文)。派生单位如密度(\(kg/m^{3}\))或力(\(kg\ m/s^{2}\))可以表示为基本单位的组合。你可以用基本单位或创建新单位和单位系统。
  • 单位之间的转换。在量纲分析中,将一个度量单位转换成另一个度量单位而不改变量的比率称为a单位转换因子.例如,英寸和厘米之间的单位换算系数为127/50。您可以计算摄氏、华氏和开尔文之间的单位转换因子,并在绝对温度和温差之间切换。
  • 检查单元一致性。你可以用量纲分析来检查你推导的方程是否准确地代表了物理单位的一致性.具有有效物理意义的方程在左右两边的单位是相同的。
  • 执行规模分析。您可以使用量纲分析来理解并保持数值方法的准确性——例如,有限差分近似法的分子和分母相差数量级。
  • 找出无量纲特征常数。你可以无量纲化方程并确定无单位的特征常数,这在描述系统的行为时是有用的。例如,你可以找到一个有质量的弹簧系统的阻尼比ζ,然后用它来描述弹簧系统是欠阻尼ζ < 1,过阻尼ζ 1,还是临界阻尼ζ = 1。

单位在MATLAB

符号数学工具箱™支持结束金宝app2000个计量单位而且,使用MATLAB实时编辑器,以蓝色字体显示单位,便于识别。有关维度分析的更多信息,请参见符号数学工具箱

Simulink和金宝appSimscape中的单元

金宝app®使您能够指定物理单元作为信号属性,以确保跨模型的各个组件的计算的一致性。有关Simulink单元的更多信息,请参见金宝appSimulink模型中的单元规范金宝app.Simscape还支持物理建金宝app模环境中的单元。有关更多信息,请参见物理单位

参见:计算机代数系统数学建模分析解决方案符号数学工具箱住编辑器