什么是相似(Similitude)？

相似性是用來衡量一個特定模型在多大程度上代表現實生活條件的標準。如果一個模型滿足幾何、動力學和動態相等的三個基本要求，則稱其具有相似性。如果這三個參數與所建模系統的參數相匹配，因此，模型具有相似性，這一概念在...

相似性是用來衡量一個特定模型在多大程度上代表現實生活條件的標準。如果一個模型滿足幾何、動力學和動態相等的三個基本要求，則稱其具有相似性。如果這三個參數與所建模系統的參數相匹配，因此，模型具有相似性，這一概念在水利和航空航天工程中最常用。工程中的科學家用燒杯來表示系統在一定條件下的行為，模型可以比實際系統小得多，例如水電站大壩模型，也可以更大一些，比如納米機器人模型。模型的目的是讓工程師在不建造全尺寸系統的情況下對系統進行測試，這種系統可能既昂貴又勞動密集。為了使用，這個模型必須與實際尺寸的系統完全相同。工程師使用衡量模型精度的三個標準。幾何相似性是指模型的形狀。模型的所有直線、曲線和角度都應比實際系統小或大。例如，如果工程師正在建造1:72比例的大壩模型，那么每個水閘都不能是1:55的比例第二個相似性測試是運動學相似性。這意味著流體或空氣在模型周圍和周圍的運動方式必須和它在全尺寸系統中的運動方式相同。重點是重現運動而不必擔心運動的影響最后，模型必須具有動態相似性。在這里，工程師處理力。作用在模型上的力必須是作用在全尺寸模型上的力的比例版本因此，作用在1:72比例水壩上的水壓必須是作用在全尺寸水壩上的壓力的1:72的比率。用模型來實現絕對相似是不可能的。作用在一個系統上的力越復雜，系統的建模就越困難，特別是如果全尺寸模型將受到幾個工程師有時可以通過創建多個模型來克服這個問題，每個模型都被設計用來測試比例版本的某個特定方面，然后將結果組合起來。

發表于 2020-09-18 04:28
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分類：科學教育

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