Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПАХТ.docx
Скачиваний:
21
Добавлен:
10.11.2018
Размер:
130.96 Кб
Скачать

2.18 Теория подобия – теоритическая основа физического моделирования.

Физическое моделирование проводится на основе эксперимен­тального исследования материальных моделей объекта. При этом возникают три проблемы: какую модель использовать (форма, размер, модельные среды), какие характеристики измерять и как перенести результаты исследований с модели на объект. Эти проблемы разрешаются с помощью теории подобия, являющейся теоретической основой физического моделирования.

Подобие в широком смысле - это возможность распространения результатов эксперимента с модели на оригинал. В узком смысле подобие - это тождественность описания полей соответствующих величин модели и оригинала в обобщенных переменных или, по-другому, постоянство отношения сходственных величин модели и оригинала. Теория подобия на основе исчерпывающего математического описания процессов переноса определяет условия, при которых соблюдается подобие модели и оригинала. Это позволяет вместо математического решения системы дифференциальных уравнений совместно с условиями однозначности получать результаты интегрального решения экспериментально, исследуя модель.

2.19 Основные этапы физического моделирования

Можно выделить следующие основные этапы физического моделирования:

1. Анализ исчерпывающего математического описания процессов переноса применительно к конкретным условиям объекта - оригинала, исключение пренебрежимо малых членов уравнений, формулировка условий однозначности.

2. Получение критериев подобия преобразованием дифференци­альных уравнений. Определение значения или возможной области изменения значений определяющих критериев для объекта-оригинала.

3.Выбор оптимальных размеров модели, модельных сред и условий проведения эксперимента(скорости движения сред, тепловых потоков и т.д.), удовлетворяющих условиям однозначности и соответствия области изменения значений определяющих критериев модели и оригинала.

4.Проведение экспериментального исследования на модели. Полное экспериментальное исследование должно включать измерение полей всех интересующих величин. Однако для решения инженерных задач зачастую достаточно установления связей между средними значениями величин (осреднение может проводиться по сечению, по поверхности, по объему). В этом случае экспериментальные исследования значительно сокращаются. Обобщение опытных данных получают в виде критериальных уравнений. Обычно стараются изменять значения одного из определяющих критериев, исследуя его влияние на определяемый, при фиксированных значениях остальных.

5.Использование полученных уравнений для описания объекта-оригинала.

Достоинствами метода физического моделирования являются возможность исследования явления в целом, простота полученных решений. К недостаткам метода относятся необходимость изготовления материальных моделей, их неуниверсальность, сложность, а зачастую и невозможность одновременного соблюдения геометрического, гидроди­намического, теплового и концентрационного подобия, сложность приме­нения для многофазных систем.