Моделирование гидравлических явлений. законы подобия.

Моделирование гидравлических явлений. законы подобия.

Моделирование гидравлических явлений. законы подобия. Помимо аналитического расчета гидроэнергетических задач широко используются экспериментальные исследования Гидрогидравлических явлений, возникающих при движении флюидов. Сочетание теоретических расчетов и экспериментальных данных дает возможность получать достоверные и точные результаты в последующем use. In в тяжелых случаях гидравлические исследования сооружений являются обязательными, как того требуют правила проектирования гидротехнических сооружений. Обычно гидравлические исследования явлений, происходящих в естественных условиях (натурных), проводятся с использованием моделей в laboratory. In в этом случае явление воспроизводится в некотором масштабе, согласно правилам моделирования, описанным ниже.

В результате исследования на модели получается поправочный коэффициент теоретической или эмпирической формулы, который отражает взаимосвязь между отдельными параметрами, характеризующими исследуемое явление study. It различает физическое моделирование, аналоговое моделирование и численное моделирование. Людмила Фирмаль

• В физическом моделировании модели исследуют явления, которые имеют те же физические свойства, что и те, которые происходят в физическом мире(например, отток воды из физического мира или из ИК в физическом мире). 581. В последние годы была разработана автоматизация лабораторных исследований с помощью компьютерных и контрольно-измерительных комплексов. Если природные явления и явления на модели имеют различные физические свойства, но они описываются сходной системой математических уравнений, то моделирование называется аналоговым. Например, исследование движения давления грунтовых вод с использованием метода ЭГД (см. Главу 28). Аналоговое моделирование успешно выполняется с помощью аналоговой вычислительной машины (АВМ).Каждый компьютер предназначен для решения определенного типа задач (с этим конкретным набором устройств).

• Физическое моделирование можно рассматривать как частный случай аналогового моделирования, когда явления однородны. Численное моделирование-это решение гидрологической задачи с использованием численных методов на компьютере без проведения лабораторных исследований. Во многих случаях исследования проводятся с использованием различных видов моделирования (например, с использованием физического моделирования с численным моделированием). Моделирование основано на общем условии механического подобия. Явление механически аналогично, если соотношение всех геометрических элементов одинаково: одинаковое соотношение размеров, расстояния, перемещения, плотности, параметров движения, сил, действующих на соответствующие точки и направления, и т. д. Полное механическое подобие явлений (потоков) требует их геометрического, кинематического и динамического подобия.

Геометрическое подобие лежит в основе кинематического и динамического подобия. 2 течения (явления) геометрически подобны, если существует определенная зависимость между длинами измерений каждого из них. 1 ″ П » = М1(29.1） Здесь Ms-это геометрический линейный масштаб модели, который показывает, во сколько раз геометрические линейные размеры модели изменились по сравнению с естественными. Людмила Фирмаль

• Индекс «n» указывает на естественно связанное количество, а индекс » m » указывает на модель. 582. Тогда отношение площадей можно записать в виде: Он / сом = = м） И коэффициент Тома ГН / гм = м * = ■м). В геометрически подобных моделях каналов все размеры, включая высоту выступов шероховатости D, должны быть в два раза меньше естественной M. следовательно, в таких потоках относительная шероховатость D / R такая же, как и естественная. Д / 7? =Мы встретились. 2 течения (явления) кинематически подобны, если траектории, описываемые 2 подобными частицами обоих потоков, геометрически подобны (для стационарных движений).в этом случае линии тока, проходящие через подобия в пространстве обоих потоков, геометрически подобны. Если определенные жидкие частицы в природе проходят траектории в течение периода времени Ti, то необходимо, чтобы соответствующие жидкие частицы на модели были геометрически подобны и (другое) время проходило через ориентированный сегмент локуса/ m, как в segment. In в этом случае отношение временного интервала Р»/: Э = Ми(29.2） Где M1-одна и та же временная шкала для пары одинаковых точек в обоих потоках. Скорости 2 кинематически подобных параллелей потока должны быть связаны между собой следующими соотношениями: ююю = МБ(29.3） И ускорение / п / / м = м»(29.4） Где MV, M / шкала скорости и ускорения, одинаковая для пары одинаковых точек. Скорость и ускорение должны быть представлены векторами, равномерно расположенными в пространстве. Для динамического подобия необходимо, чтобы все силы одинаковой природы, действующие на любую пару сходных элементов, отличались друг от друга только различными масштабами (подобными).Если сила Ra действует на определенные элементы естественного потока, то и сила Ry (одинаковая по своей природе с ней) действует на аналогичные элементы потока、 РТС / РМ-МР, (29,5） Здесь MR-это шкала силы, одинаковая для пары одинаковых точек. Пото.

Смотрите также:

Решение задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Простейшие случаи плоских потенциальных потоков.
2. Неплавно изменяющееся напорное движение грунтовых вод.
3. Критерии гидродинамического подобия.
4. Агрегатные состояния вещества.