Fysisk modellering
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 29. december 2017; checks kræver 7 redigeringer .Fysisk modellering er en metode til eksperimentel undersøgelse af forskellige fysiske objekter eller fænomener baseret på brugen af en model, der har samme fysiske karakter som det undersøgte objekt [1] .
Metoden består i at skabe en laboratoriefysisk model af fænomenet i reduceret skala og udføre forsøg på denne model. Konklusionerne og data opnået i disse eksperimenter udvides derefter til fænomenet i en reel skala.
Metoden anvendes under følgende forhold:
- En udtømmende præcis matematisk beskrivelse af fænomenet på dette videnskabsudviklingsniveau eksisterer ikke, eller en sådan beskrivelse er for besværlig og kræver en stor mængde indledende data til beregninger, hvilket er vanskeligt at opnå.
- Reproduktion af det undersøgte fysiske fænomen med det formål at eksperimentere i reel skala er umulig, uønsket eller for dyr (for eksempel tsunami ).
Metoden kan kun give pålidelige resultater, hvis den geometriske og fysiske lighed mellem det virkelige fænomen og modellen observeres.
I bred forstand er ethvert fysisk laboratorieeksperiment en simulering, da et specifikt tilfælde af et fænomen observeres i eksperimentet under særlige forhold, og det er nødvendigt at opnå generelle mønstre for hele klassen af lignende fænomener under en bred vifte af forhold . Eksperimentatorens kunst ligger i at opnå en fysisk lighed mellem det fænomen, der observeres i laboratoriet, og hele klassen af fænomener, der studeres.
Geometrisk lighed
Modellens og fuldskalaobjektets geometriske lighed kan udtrykkes gennem lighedskonstanten for lineære dimensioner: , hvor er de lineære dimensioner af fuldskalaobjektet og modellen [1] .
Fysisk lighed
Fysisk lighed ligger i, at processer af samme fysiske karakter forløber i en fysisk model og et fuldskalaobjekt på en sådan måde, at felterne for fysiske størrelser og deres egenskaber ved systemgrænserne ligner hinanden [1] . Fysisk lighed opnås på grund af ligheden for modellen og det reelle fænomen af værdierne af lighedskriterierne - dimensionsløse tal, der afhænger af de fysiske (herunder geometriske) parametre, der karakteriserer fænomenet. De eksperimentelle data opnået ved metoden til fysisk modellering udvides til det virkelige fænomen under hensyntagen til lighedskriterierne.
Eksempler
Nogle eksempler på anvendelsen af den fysiske modelleringsmetode:
- Studiet af gasstrømme og strømmen omkring fly , biler og lignende i vindtunneller .
- Hydrodynamiske undersøgelser af reducerede modeller af skibe, hydrauliske strukturer mv.
- Undersøgelse af seismisk modstand af bygninger og konstruktioner på modeller.
- At studere stabiliteten af komplekse strukturer under påvirkning af komplekse kraftbelastninger.
- Måling af varmestrømme og varmeafledning i enheder og systemer, der arbejder under forhold med høje termiske belastninger.
- Studiet af naturfænomener og deres konsekvenser.
Se også
Noter
- ↑ 1 2 3 Gusev Yu. I., Karasev I. N., Kolman-Ivanov E. E. Design og beregning af maskiner til kemisk produktion. - M., Mashinostroenie, 1985. - S. 12 - 14
Litteratur
- Fysisk modellering - artikel fra Great Soviet Encyclopedia .
- Sedov L. I. Metoder til lighed og dimension i mekanik, M., 1972.
- Kirpichev M. V., Mikheev M. A. Modellering af termiske enheder, M. - L., 1936.