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流动相似的基本概念

时间:2022-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:流动相似概念是几何学中的几何相似概念的推广。要使模型和原型的流动相似,除要求两者满足几何相似外,还要满足运动相似、动力相似以及定解条件相似。几何相似即形状相似,要求原型和模型对应的线性尺度成一定的比例。因此两个运动相似物体的流速(u或v)、加速度比尺可分别表示为动力相似是指原型和模型所受的同名力方向相同、大小成一定的比例。因此,在几何相似前提下,要保证流动相似主要看动力相似。

6.7.1 流动相似的基本概念

流动相似概念是几何学中的几何相似概念的推广。要使模型和原型的流动相似,除要求两者满足几何相似外,还要满足运动相似、动力相似以及定解条件(包括边界条件和初始条件)相似。

为便于理解和掌握相似的基本概念,定义img3298表示原型(p)与模型(m)对应物理量q的比例,称为比尺。

1.几何相似

几何相似即形状相似,要求原型和模型对应的线性尺度成一定的比例。因此,两个几何相似物体的长度(l)、面积(A)、体积(V)比尺可分别表示为

img3299

完善的几何相似,要求原型和模型两者的表面粗糙度之比也应等于λl,实际中有时很难做到。

2.运动相似

运动相似是指流体运动的流速场相似,即要求原型和模型流动各对应点的流速方向相同、大小成一定的比例。因此两个运动相似物体的流速(u或v)、加速度(a)比尺可分别表示为

img3300

3.动力相似

动力相似是指原型和模型所受的同名力方向相同、大小成一定的比例。如图6.7-1所示流经飞机机翼流体的流场,假定作用在原型和模型流体质点上的同名力有重力FG压力FP、黏性力FT、惯性力FI等,则两流动动力相似就要求:

img3301

或写成比尺形式有

λFG=λFP=λFT=λFI

img3302

图6.7-1

一般说来,几何相似是运动相似和动力相似的前提,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,在几何相似前提下,要保证流动相似主要看动力相似。

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