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例如,长度是一个没有数字的物理量。一个单位-例如,米、英寸或英里为该尺寸指定一个数字或测量值。

通过尺寸分析,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衍生单位组成。最常见的单位制是SI、US和CGS。例如,国际单位制基本单位包括质量(kg)、时间(s)、长度(m)、电流(安培)和温度(开尔文)。衍生单位,如密度(\(kg/m^{3}\)或力(\(kg\m/s^{2}\)可以表示为基本单位的组合。您可以使用基本单位或创造新单位和单位制。
  • 在单位之间转换。在量纲分析中,在不改变量的情况下将一个度量单位转换为另一个度量单位的比率称为a单位换算系数。例如,英寸和厘米之间的单位转换系数为127/50。您可以计算摄氏度、华氏度和开尔文之间的单位转换系数,并在绝对温度和温差之间切换。
  • 检查单元一致性。您可以使用量纲分析,通过检查单位一致性.具有有效物理意义的方程式将在左侧和右侧具有相同的单位。
  • 进行规模分析。您可以使用量纲分析来理解和保持数值方法的准确性,例如,使用分子和分母相差数量级的有限差分近似。
  • 求无量纲特征常数。您可以对方程进行无量纲化,并确定在描述系统行为时有用的无单位特征常数。例如,您可以找到质量弹簧系统的阻尼比ζ(zeta),并使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™ 支持金宝app2000计量单位并且,使用MATLAB实时编辑器,以蓝色显示单位,使其易于识别。有关尺寸分析的详细信息,请参阅符号数学工具箱

Simulink和金宝appSimscape中的单位

金宝app®允许您将物理单位指定为信号属性,以确保模型各个组件的计算一致性。有关Simulink单位的详细信息,请参阅金宝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

另见:计算机代数系统,数学建模,解析解,符号数学工具箱,现场编辑