什么是相似(Similitude)？

相似性是用来衡量一个特定模型在多大程度上代表现实生活条件的标准。如果一个模型满足几何、动力学和动态相等的三个基本要求，则称其具有相似性。如果这三个参数与所建模系统的参数相匹配，因此，模型具有相似性，这一概念在...

相似性是用来衡量一个特定模型在多大程度上代表现实生活条件的标准。如果一个模型满足几何、动力学和动态相等的三个基本要求，则称其具有相似性。如果这三个参数与所建模系统的参数相匹配，因此，模型具有相似性，这一概念在水利和航空航天工程中最常用。工程中的科学家用烧杯来表示系统在一定条件下的行为，模型可以比实际系统小得多，例如水电站大坝模型，也可以更大一些，比如纳米机器人模型。模型的目的是让工程师在不建造全尺寸系统的情况下对系统进行测试，这种系统可能既昂贵又劳动密集。为了使用，这个模型必须与实际尺寸的系统完全相同。工程师使用衡量模型精度的三个标准。几何相似性是指模型的形状。模型的所有直线、曲线和角度都应比实际系统小或大。例如，如果工程师正在建造1:72比例的大坝模型，那么每个水闸都不能是1:55的比例第二个相似性测试是运动学相似性。这意味着流体或空气在模型周围和周围的运动方式必须和它在全尺寸系统中的运动方式相同。重点是重现运动而不必担心运动的影响最后，模型必须具有动态相似性。在这里，工程师处理力。作用在模型上的力必须是作用在全尺寸模型上的力的比例版本因此，作用在1:72比例水坝上的水压必须是作用在全尺寸水坝上的压力的1:72的比率。用模型来实现绝对相似是不可能的。作用在一个系统上的力越复杂，系统的建模就越困难，特别是如果全尺寸模型将受到几个工程师有时可以通过创建多个模型来克服这个问题，每个模型都被设计用来测试比例版本的某个特定方面，然后将结果组合起来。

发表于 2020-09-18 04:28
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分类：科学教育

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