结构模型试验相似理论

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:16

结构型试验相似理论(similitude theory structural model test)是阐明结构模型、原型两者相似所依据的理论。应用相似理论设计结构模型、指导模型试验并将试验结果换算于原型。

简介结构型试验相似理论(similitude theory structural model test)是阐明结构模型、原型两者相似所依据的理论。应用相似理论设计结构模型、指导模型试验并将试验结果换算于原型1。

基本概念1.相似常数:同名物理量之比。

2.相似指标:两相似系统相似常数组合的乘积。凡被此相似的系统都应满组相似指标等于1的条件。

3.相似判据:参与物理变化过程的各物理慧的组合量,是一无量纲量。若两系统相似,则相似判据应相等1。

单值条件将某个现象从同类现象中区别出来的条件。却将现象群的通解转变为特解的具体条件。它们组成的相似判据在判断两现象相似时起决定作用,称称决定性判据,是模型试验的主要依据2。

相似三定理(1)两现象的同名物理量之比应相等,相似常数应相等;各有关物理量组成的的无쇄量应相等,却相似判据应相等。

(2)两现象用相同的方来描述,且此方程可转换成由若干个相似判据组成的关系式。

(3)两现象的单值条件应相似,由单值条件组成的相似判据对应相等。

定理(1)和定理(2)是相似的必要条件。定理(3)规定了相似的充分条件,说明满足哪些条件现象才相似1。

相似判据的确定1.方程分析法

通过描述物理现象的关系方程导出相似判据的方法称方程分析法。只要方程各项的量纲是完整的、齐次的,导出的相似判据就是正确的。该法物理概念淯楚,不会遗漏重要的物理量而导致错误。至于方程是否有解无关重要。

2.纲量分析法

在实际工程问题中,有些现象仅知道参与过程的物理量,而各物物理量之间的关系方程未知,这时可用量纲分析法导出相似判据。在探索一些未知规律的物理现象时,量纲分析法是一种非常有用的方法,它在组试验、整理试验资料、推广试验结果以及归纳成物理方程等时是很方便的,在在体力流体力学、空气动力学等方面应用很广。但存在着导出的相似判据不唯一的问题,有时会给试验带来一定的困难。在相似理论中,对非线性问题,结构、液体、地碁合作用问题,基本量纲的护充等问还有待进一步研究2。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所