用途:为流体力学计算提供健壮的错误处理与输入校验,减少数值不稳定和违反物理约束的情况,使计算代码更接近生产可用。
主要能力:覆盖常见错误类型,包括除零(如零速度下的马赫数、零声速)、无效雷诺数(负密度、负黏度、负尺寸等)、温度超出物性关联式适用范围、压力低于蒸气压引发空化风险、迭代求解器不收敛(如 Colebrook 方程)、数学函数域错误(log/sqrt 负数)、单位制混用。提供物理限值校验:温度上下限(绝对零度等)、压力正负与真空允许、流量非负、雷诺数非负并对过渡区(2300–4000)发出警告;还提供量纲一致性检查(借助 pint 验证雷诺数量纲)、数值稳定性检查(NaN、无穷、上下溢警告)。
错误处理策略:try-except 基础封装、全面输入预校验、优雅降级(Colebrook 失败后回退 Swamee-Jain 再回退简单关联式)、有界迭代与收敛/发散监控。
使用方式:以函数或装饰器形式调用,如 validate_temperature、validate_pressure、validate_flow_rate、validate_reynolds_number、check_dimensional_consistency、check_numerical_stability;装饰器如 validate_positive、validate_range、log_errors 可直接修饰计算函数。
适用场景:管道流动、摩擦因子、压降、雷诺数等流体计算中的输入检查与容错。
限制:资料未提供安装方式、依赖版本、收费模式、适用平台或性能数据;示例中的物性关联式(如水密度简化式)仅为示意,实际使用需自行核实有效性范围。