在Starccm+中进行物理运动相关计算时,需要输入相对于质心与指定参考系的转动惯量,记录如下:

转动惯量与惯性张量

惯性张量是一个二阶张量,即是一个3阶矩阵。
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这个惯性张量的计算矩阵可以计算空间中任意一点。其中惯性张量中矩阵对角元素即IxxIyyIzz就是绕着x、y和z轴的转动惯量。而Iijij则称之为惯性积。

转动惯量的计算

转动惯量的定义

指的是刚体绕轴旋转时惯性的度量,用字母I或者J来表示,在经典力学里,转动惯量又称之为质量惯性矩,简称惯矩,单位是kg.m2.
转动惯量的描述是刚体质量对于转轴的集中度,质量越集中,转动惯量越小。

转动惯量的计算

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也就是I=m·r2理解上就是某质点绕着某条轴渲染而产生的转动惯量。其中转动半径 r 就是该质点到该轴的距离,从表达式上来看,根据勾股定理,可以分解成投影到另外两个面上的距离的平方和。

惯性积的计算

惯性积的定义

质量元素与至各平面的垂直距离的乘积。
惯性积反应了刚体的质量分布相对于坐标轴(坐标平面)的对称度,对称性越好,惯性积越趋于0.

惯性积的计算

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总结

上面的文字对转动惯量与惯性积的定义、物理含义及计算方法做了说明。然后,在实际计算过程中,针对特定的物理模型,可以使用SW的统计功能,直接计算得到。

参考资料链接:

[空间刚体转动惯量 - JadeCicada - 博客园 (cnblogs.com)](https://www.cnblogs.com/butterflybay/p/13245828.html)
[刚体转动的惯性张量和转动惯量的区别和联系_beidou111的博客-CSDN博客](https://blog.csdn.net/weixin_43940314/article/details/123995079)