dimensionlessarvoja

Dimensionlessarvoja ovat suureita, joilla ei ole fyysisiä yksiköitä. Ne syntyvät tavallisesti kahdella tavalla: kun mitatuja tai laskettuja suureita verrataan toisiinsa samaan yksikköön muodostuvilla suhteilla, ja kun jokin ilmiö tai malli on järjestetty uudelleen siten, että mittakaavat on normalisoitu pois. Dimensioton muoto helpottaa vertailua eri järjestelmien välillä sekä mahdollistaa laajemman, yleispätevän tulkinnan.

Dimensionlessarvoja käytetään laajalti fysiikassa, tekniikassa, kemiassa ja biologiassa. Ne auttavat kuvaamaan ilmiöitä riippumatta siitä, millaisia mitat ovat tai millaiset yksiköt käytetään. Esimerkkejä tunnetuista dimensionlessarvoista ovat Reynolds-luku, Mach-luku ja Strouhal-luku. Reynolds-luku kertoo tarttumisen vastuksen ja inertian suhteen virtausolosuhteissa, Mach-luku ilmentää nesteen tai kaasun nopeuden suhteessa äänensisäiseen nopeuteen, ja Strouhal-luku liittyy frekvenssin, pituuden ja virtausnopeuden suhteeseen.

Dimensionlessarvojen muodostaminen kuuluu usein ns. nondimensionalisointiin: valitaan tyypillinen mittakaavaineisto (pitkittävä pituus, aika, nopeus) ja kaikkia suureita jaetaan näillä mittakaavoilla. Tämän seurauksena muuttujat saadaan ilmaistua ilman yksiköitä, jolloin mallit, simuloinnit ja kokeelliset tulokset ovat helpommin vertailtavissa ja laajennettavissa toisiin järjestelmiin. Ne myös auttavat havaitsemaan skaalautuvuuden ja erilaisten vaikutusten merkityksen.

Dimensionlessarvoilla on rajoituksensa: ne riippuvat valituista mittakaavoista ja käyttötarkoituksesta, ja yksiköiden poistaminen voi joskus peittää fysikaalisia rajoja. Niitä käytetään kuitenkin keskeisenä työkaluna monimutkaisten järjestelmien analyysissä.