水流相似準則

原型和模型兩個不同尺度的水流系統,在空間和時間範圍內的物理現象保持相似所必須遵循的準則。相似準則是水力模型實驗的主要依據。

相似準數

兩規模不同的流動保持相似所遵循的準則中出現的表征某些物理效應,由多個物理量構成的無量綱組合量。又稱相似參數或無量綱參數。

在水力學相似原理中,為達到完全的力學相似,必須滿足幾何、運動和動力相似的3個條件。從牛頓第二定律可推導牛頓普遍相似準則:運用因次分析法或從流動的基本方程出發,都可以得到相同的結果。

對兩個幾何相似的流動系統(a/L, b/L, c/L相等),在時間和空間相應點上,要滿足完全的力學相似,兩系統的所有無量綱數應是相等的,這些無量綱數稱為相似準數。

實際流動總是受多個物理效應制約,因而可導出多個相似準數。但對某一具體流動,或涉及流動的某一具體方面,通常只有一、二個相似準數起主導作用,如粘性流動中是雷諾數,可壓縮流動中是馬赫數等。

模型試驗的相似準則

在模型中要滿足流體諸多作用力的相似,做到完全的力學相似是不可能的,因此只能滿足主要作用力下作用下的相似準則,某些作用力影響很小,可忽略不計。例如,以重力為主的模型試驗採用的是弗勞德相似準則,以粘滯力為主的採用雷諾相似準則,以表面張力為主的採用韋伯相似準則,以彈性力為主的採用柯西相似準則等。

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