4量纲分析1.pptx

文档介绍：流体力学起源于实验流体力学
第四章相似原理和量纲分析
低速风洞:
试验段风速
<130m/s,
Ma <
风洞、水洞、水槽、激波管
高速风洞: < Ma <
亚声速、跨声速、超声速
高超声速:Ma大于5
最大低速风洞:×,驱动功率100兆瓦
最高雷诺数风洞(低温风洞):×(液氮降温)
我国风洞设计专家、空气动力研究基地高级工程师、专业技术少将刘政崇,主持和参与设计建设了我国十几座各型风洞,撰写出两项风洞国标、军标等著作,为自主建立我国高低速气动力试验设备体系,推动其研究设计水平跨入世界先进行列,作出杰出贡献。

第四章相似原理和量纲分析
流体的复杂性决定了流体实验的复杂性
设备体积庞大(飞机、发动机、汽车等)-模型实验
流体介质有毒、易燃、易爆或不易获得-其他介质代替
模型怎么设计?介质怎么选?
实验中测哪些量?
试验数据怎么换算到实物?
怎样把结果推广到一类相似现象中去?
相似理论
第四章相似原理和量纲分析
4-1 流动的力学相似
1、几何相似
2、运动相似
特征尺寸直径,弦长,管道粗糙度
面积
体积
速度
时间
力学相似
几何形状:长度、面积、体积等
运动状态:速度、加速度、体积流量等
动力特性:质量力、表面力、动量等
加速度
体积流量
方向相同
3、动力相似
通常选取为独立基本量,即则可推导出所
有动力学量的比例尺
力、力矩、功、功率、压强等
方向相同
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4-2 动力相似准则
牛顿第二定律F=ma
用相应的比例尺替换
上式称为牛顿数,作用力与惯性力的比值
1、重力场相似
代入上式
弗罗德数
3、压力相似
雷诺数
2、粘滞力相似
欧拉数