文档介绍：Jiangsu University江苏大学江苏大学§(240m)风洞模型试验模型化处理在关于充体运动的工程实际问题上,流体的运动是十分复杂的,为简化问题,便于求解,往往加入一些假设,这些假设可能正确,也可能近似或可能都违反客观规律的。因此根据假设或理论计算的结果,并不一定符合要求。Jiangsu University江苏大学江苏大学流体力学的研究理论分析数值计算实验研究原型实验模型实验在模型上进行试验,得到所需要的实验数据,再换算到实物上去。这样自然就产生了实物和模型之间的相似问题以及数据换算问题。相似理论Jiangsu University江苏大学江苏大学※相似理论表征流体流动的物理量具有各种不同的性质,主要有三种:力学相似几何相似运动相似动力相似相似的边界条件相似的起始条件和流动图形对应点上作用相同性质的力,且力多边形相似表征流体受力状况表征流场几何形状的表征运动状态的Jiangsu University江苏大学江苏大学(1)几何相似几何相似是指模型流动与原型(实物)流动有相似的边界形状,一切对应的线性尺寸成同一比例,对应角相等。pmlllk?222lpmpmAkllAAk???333lpmpmVkllVVk???1、力学相似Jiangsu University江苏大学江苏大学(2)运动相似在满足几何相似的两个流动中,流场中对应时刻对应点的速度方向相同,而且大小成同一比例。即两个流动(模型和原型)的速度场相似。pmkvvv?vlppmmpmtkkllttk???vvltppmmpmakkkkttaak2vvvv????Jiangsu University江苏大学江苏大学(3)动力相似动力相似是指模型流动与原型流动受同种外力作用而且对应点上力的方向相同,大小成同一比例。pmk????3lppmmpmmkkVVmmk??????2223vvkkkkkkkkkamamFFklllamppmmpmF???????Jiangsu University江苏大学江苏大学2、相似准则长度比例尺、速度比例尺、力的比例尺等应遵循一定的约束关系,把这种表达流动相似的约束关系称为相似准则。几何相似是运动相似和动力相似的前提和依据,动力相似是决定两流动相似的主导因素,运动相似是几何相似和动力相似的表现。因此,在几何相似的前提下,要保证流动相似,主要看动力相似。22vkkkklF??2222pppmmmpmllFFvv???2222ppppmmmmlFlFvv???22vlFNe??pmNeNe?两个动力相似的流动中,不管对于那一类的外力,牛顿数必然保持相等。2223vvkkkkkkkkkamamFFklllamppmmpmF???????Jiangsu University江苏大学江苏大学(1)重力相似准则牛顿数中的F用重力G代替:2222ppppmmmmlGlGvv???glVgmgG3?????223223ppppppmmmmmmlgllglvv?????22pppmmmglglvv?pppmmmlglg22vv?pmFrFr?代表了惯性力与重力之比,称为弗劳德数。lgFr2v?22vlFNe??Jiangsu University江苏大学江苏大学(2)压力相似准则牛顿数中的F用压力P代替:2222ppppmmmmlPlPvv???2plpAP??222222pppppmmmmmllpllpvv???22pppmmmppvv???pmEuEu?2v?pEu?代表压力与惯性力比,称为欧拉数。22vlFNe??Jiangsu University江苏大学江苏大学(3)粘性力相似准则牛顿数中的F用粘性力T代替:2222ppppmmmmlTlTvv???lAdydvTv????2222ppppppmmmmmmllllvvvv?????ppppmmmmllvv?????pmReRe??lRev?代表惯性力与粘性力之比,称为雷诺数。22vlFNe??pppmmmll??vv?