クヌーセン数の計算

本計算機は分子の mean_free_path λ と厳密に正の characteristic_length L を受け取り、λ を L で割った knudsen_number を返し、連続体・すべり・遷移・自由分子の帯を教育用の regime_hint として付けます。代表長さが 0 または負のときは比が定義できないため invalid_input で拒否します。成功した API 呼び出しは $0.002 です。

Kn = λ/L の意味と送るべき二つの長さ

mean_free_path、characteristic_length、knudsen_number、Kn、formula、method、regime_hint を JSON で返すと、メモへ貼り付けたり自動テストで差分を取ったり、割り算を再実装せずに言語をまたいで再利用したりしやすくなります。

入力の検証と Kn = λ/L の適用の仕方

有限数として解釈できる数値文字列は受け付けるので、フォームや CSV 風のパイプラインは余分なキャストなしで値を渡せます。代表長さは厳密に正でなければなりません。平均自由行程は負であってはなりません。負の衝突距離は非物理的ですが、平均自由行程 0 は許され、深い連続体極限として Kn は 0 になります。単位換算サービスも運動論ソルバも温度依存の衝突表もなく、既知の二つの長さから定義どおり Kn は λ 割る L です。必須フィールド mean_free_path と characteristic_length を含む JSON 本体を送ってください。各フィールドは有限でなければなりません。欠落、空文字、非数値テキスト、NaN、Infinity は結果を返す前にただちに invalid_input で失敗し、失敗した検証は課金されません。別名も使えます。 mean_free_path には lambda、mfp、molecular_mean_free_path、characteristic_length には length、L、char_length、hydraulic_diameter、gap です。L が 0 または負のときは、非正の長さでの割り算が未定義でクヌーセン模型が崩れるため、常に invalid_input で拒否します。検証のあと、エンジンは平均自由行程を代表長さで割り、十二桁の安定した小数精度に丸めるので、同じ入力は JavaScript エンジン間で常に同じ JSON になります。柔らかい regime_hint は一般的な希薄気体の帯を付けます。Kn がおよそ 0.01 未満なら continuum、0.01 から 0.1 まで slip、0.1 から 10 まで transitional、10 以上は free_molecular です。これは教育上の便宜であり、完全なボルツマン求解器の代わりでも、複雑な形状での工学判断の代わりでもありません。同じ純粋関数が無料のブラウザ内ツールと API 経路を駆動します。

実務での使い方、制限、料金、配信経路

希薄気体の宿題を採点するとき、MEMS の真空すきまを確かめるとき、真空ダクトが連続体か自由分子かをスケッチするとき、DSMC シミュレーションの無次元入力を点検するときなど、すぐに Kn はラムダ割る L を確認したい場合はブラウザツールをご利用ください。検証失敗は残高を消費しません。単位は一貫させてください。結果は完全に決定的です。言語モデルも外部の衝突物性サービスも乱数もないので、継続的インテグレーションの検査や再現可能な教材に固定しても安全です。スクリプト、授業プラットフォーム、実験ノートのパイプライン、真空系の補助が、多くの平均自由行程と長さの組について単一契約の安定した JSON を必要とするときは API をご利用ください。成功した各リクエストは $0.002 の課金アイテム一件です。mean_free_path がメートルなら characteristic_length もメートルにし、Kn を無次元にして教科書比較に使えるようにします。同じ二つの入力は常に同じ knudsen_number、同じ別名 Kn、同じ式と手法のラベルを返します。両方の長さを整合させ、丸めた knudsen_number をテストに固定すれば、自前の運動論インフラを建てなくても再現可能な希薄気体の無次元群が得られます。