第四章 相似原理及量纲分析重点.ppt

简化模型实验方法中流动相似的条件，除局部相似之外，还可采用自模化特性和稳定性。 在工程实际中的模型试验，好多只能满足部分相似准则，即称之为局部相似。如上面的粘性不可压定常流动的问题，不考虑自由面的作用及重力的作用，只考虑粘性的影响，则定性准则只考虑雷诺数Re，因而模型尺寸和介质的选择就自由了。 自模化的概念实质是自身模拟的概念。比如在某系统中，有两个数与其它量比起来都很大，则可认为这两个数自模拟了。又比如，在圆管流动中，当Re≤2320时，管内流动的速度分布都是一轴对称的旋转抛物面。当Re4×105管内流动状态为紊流状态，其速度分布基本不随Re变化而变化，故在这一模拟区域内，不必考虑模型的Re与原型的Re相等否，只要与原型所处同一模化区即可。 第三节 流动相似条件 图4-5 弧型闸门 图4-6 内装蝶阀的管道 第五节 量纲分析法 一、物理方程量纲一致性原则 二、瑞利法 三、 定理 一、物理方程量纲一致性原则 1. 基本量纲：(独立量纲) 长度 (L) 时间 (T) 质量 (M) 第五节 量纲分析法 2.导出量纲： 定理。 3. 一致性原则 物理方程中要求每一项量纲都相同 例: 量纲为L. 第五节 量纲分析法 二、瑞利法 1. 定义： 根据量纲量一致性原则，确定 相关量的函数关系。 式中，k为无量纲系数，由试验确定； 为待定系数。式中可以用基本量纲表示 2. 举例： 图4-7 三角堰 第五节 量纲分析法 第五节 量纲分析法 三、 定理： 定理可以解决瑞利中方程的个数等于待定系数的缺点.内容如下(一)内容 选取影响流动的 n 个物理量写出下述函数关系如 (1) 选择 m 个独立变量，原则是要既相互独立，又包含三个基本量纲. 一般选 : 几何尺度 速度 质量 第五节 量纲分析法 用 n – m 个无量纲写出准则方程 (2) 求 (3) 将 带入(2)式，求得 准则方程 第五节 量纲分析法 第五节 量纲分析法 各地房改过 * 各地房改过 * 各地房改过 * 各地房改过 * 各地房改过 * 工程流体力学 第四章 相似原理与量纲分析 第四章 相似原理与量纲分析 本章主要介绍流体力学中的相似原理，模型实验方法以及量纲分析法。 解决流体 力学问题 的方法 数学分析 实验研究 模型实验 以相似原理为基础 解决流体 力学问题 的方法 数学分析 实验研究 模型实验 解决流体 力学问题 的方法 数学分析 实验研究 模型实验 第一节 流动的力学相似 表征 流动 过程 的物 理量 描述几何形状的 如长度、面积、体积等 描述运动状态的 如速度、加速度、体积流量等 描述动力特征的 如质量力、表面力、动量等 按性质分 几何 相似 运动 相似 动力 相似 流 动 相 似 应 满 足 的 条 件 第一节 流动的力学相似 一. 几何相似（空间相似） 定义： 模型和原型的全部对应线形长度的 比值为一定常数 。 （4-1） 以上标“ ＇”表示模型的有关量 :长度比例尺（相似比例常数） 面积比例尺: （4-2） 体积比例尺: （4-3） 图4-1 几何相似 满足上述条件，流动才能几何相似 第一节 流动的力学相似 第一节 流动的力学相似 定义：