Schmidt数 — CAE用语解说

分类:词汇表 | 2026-01-15
CAE visualization for schmidt number - technical simulation diagram

Schmidt数

🧑‍🎓

老师,我在用CFD模拟化学物质的混合,但它显示「请输入Schmidt数」…这是什么数字?


🎓

Schmidt数(Sc)是「动量的扩散易程度」与「物质的扩散易程度」的比值。用公式表示为 Sc = ν / D。ν是动粘度,D是物质的扩散系数。


🧑‍🎓

这和Prandtl数很像呢。那个是关于热的吧?


🎓

完全正确。Prandtl数是「动量 vs 热」的扩散比率,Schmidt数是「动量 vs 物质」的扩散比率。结构完全相同,只是分母不同——一个是热扩散率α,另一个是物质扩散系数D。


🧑‍🎓

Schmidt数很大的话会怎样?


🎓

当Sc很大时,物质扩散很慢,也就是说浓度边界层会比速度边界层薄得多。例如水中的CO2(Sc≈600)与空气中的CO2(Sc≈1)相比,扩散非常困难。因此在水中的物质输运计算中,如果不使用极其细密的壁面附近网格,就无法获得精确的解析结果。


🧑‍🎓

所以网格要求也会改变吗?这有点出乎意料。


🎓

是的。即使速度场已经充分分辨,当Sc很大时,浓度场的边界层会更薄,所以需要在壁面附近使用更细的网格。如果不知道这一点,用与速度场相同的网格进行物质输运计算,扩散会被过度计算,精度会急剧下降。


🧑‍🎓

Schmidt数需要自己计算吗?还是有表格?


🎓

主要的气体、液体和溶质组合的值都记录在文献中。但由于它随温度和压力变化,必须确认在你使用条件下的物性值。特别是处理高温化学反应时,Schmidt数会有很大波动,需要特别注意。


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