4 相似原理与量纲分析幻灯片.ppt

文档介绍：《工程流体力学》电子教案
动力系
4 相似理论与模型实验
相似理论与模型实验
量纲分析
在相似的空间中,表述流动现象的各物理量的场相似。
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,如何整理试验数据;
。
相似理论与模型实验
三类表征流动过程的物理量:
流场的几何形状
流体的运动状态
流体的动力性质
模型与原形的全部对应线形长度的比例相等,对应角相等。
几何相似、运动相似、动力相似
长度比例尺
面积比例尺
体积比例尺
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。
速度比例尺
加速度比例尺
时间比例尺
几何相似、运动相似、动力相似
相似理论与模型实验
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。
体积流量比例尺
运动粘度比例尺
角速度比例尺
几何相似、运动相似、动力相似
相似理论与模型实验
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为同名力,彼此方向相同,而它们大小的比例相等。
力的比例尺
——总压力
——切向力
——重力
——惯性力
几何相似、运动相似、动力相似
相似理论与模型实验
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。
几何相似、运动相似、动力相似
相似理论与模型实验
动力相似准则
——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。
相似理论与模型实验
模型与原型的流场动力相似,则作用在流场上的各种性质的力(如重力、粘滞力、总压力、弹性力、表面力等)都要服从牛顿相似准则,即各单项力作用下的相似准则)。
重力相似准则
粘滞力相似准则
表面力相似准则
非定常性相似准则
弹性力相似准则
压力相似准则
动力相似准则
相似理论与模型实验