Fysisk modellering
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 29 december 2017; kontroller kräver 7 redigeringar .Fysisk modellering är en metod för experimentell studie av olika fysiska föremål eller fenomen baserad på användningen av en modell som har samma fysiska natur som föremålet som studeras [1] .
Metoden består i att skapa en laboratoriefysikalisk modell av fenomenet i reducerad skala och att genomföra experiment på denna modell. De slutsatser och data som erhållits i dessa experiment utökas sedan till fenomenet i verklig skala.
Metoden tillämpas under följande förhållanden:
- En uttömmande matematisk beskrivning av fenomenet på denna vetenskapsutvecklingsnivå finns inte, eller så är en sådan beskrivning för krånglig och kräver en stor mängd initiala data för beräkningar, vilket är svårt att få fram.
- Reproduktion av det studerade fysiska fenomenet i experimentsyfte i verklig skala är omöjligt, oönskat eller för kostsamt (till exempel tsunami ).
Metoden kan ge tillförlitliga resultat endast om den geometriska och fysiska likheten mellan det verkliga fenomenet och modellen observeras.
I vid mening är alla fysiska laboratorieexperiment en simulering, eftersom ett specifikt fall av ett fenomen observeras i experimentet under speciella förhållanden, och det krävs för att erhålla allmänna mönster för hela klassen av liknande fenomen under ett brett spektrum av förhållanden . Försökarens konst ligger i att uppnå en fysisk likhet mellan det fenomen som observeras i laboratoriet och hela klassen av fenomen som studeras.
Geometrisk likhet
Modellens och fullskaliga objektets geometriska likhet kan uttryckas genom likhetskonstanten för linjära dimensioner: , där är de linjära dimensionerna för fullskaliga objektet och modellen [1] .
Fysisk likhet
Fysisk likhet ligger i det faktum att processer av samma fysiska natur fortskrider i en fysisk modell och ett fullskaligt objekt på ett sådant sätt att fälten för fysiska storheter och deras egenskaper vid systemens gränser är lika [1] . Fysisk likhet uppnås på grund av likheten för modellen och det verkliga fenomenet av värdena för likhetskriterierna - dimensionslösa tal som beror på de fysiska (inklusive geometriska) parametrar som kännetecknar fenomenet. De experimentella data som erhålls med metoden för fysisk modellering utvidgas till det verkliga fenomenet med hänsyn till likhetskriterierna.
Exempel
Några exempel på tillämpningen av den fysiska modelleringsmetoden:
- Studiet av gasflöden och flödet runt flygplan , bilar och liknande i vindtunnlar .
- Hydrodynamiska studier på reducerade modeller av fartyg, hydrauliska strukturer, etc.
- Studie av seismiskt motstånd hos byggnader och strukturer på modeller.
- Studera stabiliteten hos komplexa strukturer under påverkan av komplexa kraftbelastningar.
- Mätning av värmeflöden och värmeavledning i enheter och system som arbetar under förhållanden med höga termiska belastningar.
- Studiet av naturfenomen och deras konsekvenser.
Se även
Anteckningar
- ↑ 1 2 3 Gusev Yu. I., Karasev I. N., Kolman-Ivanov E. E. Design och beräkning av maskiner för kemisk produktion. - M., Mashinostroenie, 1985. - S. 12 - 14
Litteratur
- Fysisk modellering - artikel från Great Soviet Encyclopedia .
- Sedov L. I. Metoder för likhet och dimension i mekanik, M., 1972.
- Kirpichev M. V., Mikheev M. A. Modellering av termiska enheter, M. - L., 1936.