文档介绍：《工程流体力学》电子教案
上海电力学院
能源与环境工程学院
工程热物理学科
第四章相似原理和量纲分析
§ 流动的力学相似
§ 动力相似准则
§ 流动相似条件
§ 近似的模型试验
§ 量纲分析法
§ 流动的力学相似
三类表征流动过程的物理量:
流场的几何形状
流体微团的运动状态
流体微团的动力性质
模型与原形的全部对应线形长度的比例相等
一、几何相似
长度比例尺
面积比例尺
体积比例尺
§ 流动的力学相似
模型与原形的流场所有对应点上、对应时刻的流速方向相同而流速大小的比例相等。
二、运动相似
速度比例尺
加速度比例尺
时间比例尺
§ 流动的力学相似
模型与原形的流场所有对应点上、对应时刻的流速方向相同而流速大小的比例相等。
二、运动相似(续)
体积流量比例尺
运动粘度比例尺
角速度比例尺
§ 流动的力学相似
模型与原型的流场所有对应点作用在流体微团上的各种力彼此方向相同,而它们大小的比例相等。
三、动力相似
力的比例尺
——总压力
——切向力
——重力
——惯性力
§ 流动的力学相似
四、几何相似、运动相似和动力相似三者间的关系
动力相似是决定运动相似的主导因素。
几何相似、运动相似和动力相似是模型流场和原型流场相似的重要特征。
几何相似是流动力学相似的前提条件。
运动相似是几何相似和动力相似的表现。
§ 流动的力学相似
五、基本比例尺、其它动力学比例尺
长度比例尺
速度比例尺
密度比例尺
常选取ρ、l、v的比例尺为为基本比例尺
§ 流动的力学相似
五、基本比例尺、其它动力学比例尺(续)
用基本比例尺表示的其它动力学比例尺
力的比例尺
力矩(功、能)比例尺
压强(应力)比例尺
功率比例尺
动力粘度比例尺
§ 动力相似准则
一、牛顿相似准则
——牛顿数
模型与原型的流场动力相似,它们的牛顿数必定相等。