【正文】
? ?? ?? ??? ? ? ??? ?????? ?? ?? ??? ? ? ? ??? ?? ????局部 慣性力 22pv v vgt l l lCC C C CCC C C C C??? ? ? ?變位 慣性力 質(zhì)量力 壓力 粘性力 全式除以變位慣性力項 得 : 2vlCC221l g plv t v v v lC C CCCC C C C C C C??? ? ? ?引入音速的傳播公式: 2 pa????對應(yīng)的相似常數(shù)為 222 /paCa p pCaC ???? ? ????? ? ??? ? ????222p avvC CC C C??所以 22 2 21l g plav t v v v l vC C CC C CC C C C C C C C??? ? ? ? ?因此可以得到如下五項重要的結(jié)果: 1 , ,lvtC llC C v tl Stvtvt? ????? ?? ? ???特洛哈爾數(shù): 佛勞德數(shù): 22221 , ,glvv FCC vvC g l g lrgl? ????? ?? ? ???22 2 21 , ,pvp EC pC C vuvpv? ???? ????? ?? ????歐拉數(shù): 1 , , RelvC v lllCCvv????? ? ?? ????? ?? ?雷諾數(shù): 2 222 2 21 , ,avv MaC vavC a a? ????????馬赫數(shù): 以上五個無因次數(shù)稱為相似準則(相似準數(shù)) 四、量綱分析法 ? 量綱分析的基本概念 ? 一、單位與量綱 ? 單位:表征各物理量的大小。 ? 量綱:表征各物理量單位的種類。 四、量綱分析法 ? 二、基本量綱與基本物理量 ? :具有獨立性、唯一性 ? 在工程流體力學中,若不考慮溫度變化,則常取質(zhì)量 M、長度 L和時間 T三個作為基本量綱。 如 ρ(密度 )、 V(流速 )、 d(管徑 )或 F(力 )、a(加速度 )、 l(長度 )等。 四、量綱分析法 ? 三、物理方程的量綱齊次性原理 ? 凡是正確描述自然現(xiàn)象的物理方程,其方程各項的量綱必然相同。 ? 工程中仍有個別經(jīng)驗公式存在量綱不齊次。如流體靜力學基本方程 ? 用 除其余各項,可得無量綱方程: ghpp ??? 0gh?10 ?? ghpghp ??四、量綱分析法 常用的量綱分析方法有瑞利法和泊金漢法(也稱 π定理)。 四、量綱分析法 [例 1] 已知管流的特征流速 Vc與流體的密度 ρ 、 動力粘度 μ 和管徑 d有關(guān),試用瑞利量綱分析法建立 Vc的公式結(jié)構(gòu) . [解 ] 式中 k為無量綱常數(shù)。 (Re)fC D ?Re12 ?? Vd???同理: 五、相似性設(shè)計 ? 相似理論在產(chǎn)品系列化中的應(yīng)用稱為相似性設(shè)計。 節(jié)省產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本,提高了可靠性; 增加產(chǎn)品的規(guī)格; 對企業(yè),便于庫存管理;對于用戶,便于使用。 按產(chǎn)品功能要求,設(shè)計基型產(chǎn)品; 根據(jù)相似關(guān)系,進行相似設(shè)計,求得系列中擴展型產(chǎn)品的每種規(guī)格的技術(shù)參數(shù)和幾何尺寸。