第六章流體力學(xué)（十三）

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁動力相似相應(yīng)點處受同名力的作用，同名力大小成比例，方向相同。力的比尺：流體力學(xué)普通涉及:重力G、粘滯力T、壓力P、彈性力E、表面張力S等各種力的比尺：流動相似的含義：幾何相似——是運動相似和動力相似的前提與根據(jù)；動力相似——是決定二個液流運動相似的主導(dǎo)因素；運動相似——是幾何相似和動力相似的表現(xiàn)；凡是相似的流動，必然滿意：幾何相似運動相似動力相似三相似準(zhǔn)則相似定理：彼此相似的流動現(xiàn)象，必然具有數(shù)值相同的相似準(zhǔn)則。相似準(zhǔn)則：動力相似的條件下，各種力的比例常數(shù)之間的關(guān)系。作用在流體上的力可以分為兩類：一類是維持原有運動狀態(tài)的力，如慣性力；另一類是改變其運動狀態(tài)的力，如：重力、粘性力、壓力、彈性力等等。流動的變化是這兩類力互相作用的結(jié)果，因此各種力之間的比例關(guān)系應(yīng)是慣性力分離與另一類中的某一種力的比較。（一）、佛汝德（重力）相似準(zhǔn)則按照同名力作用，同名力成比例的原則，當(dāng)重力起主要作用時，動力相似有：慣性力：重力：佛汝德數(shù)：或：（一）、佛汝德（重力）相似準(zhǔn)則佛汝德準(zhǔn)則也稱為重力相似準(zhǔn)則：原型與模型的流動滿意重力相似條件，必有原型與模型的佛汝德數(shù)相等：適用于：有自由水面，允許水面上下自由變動的各種流動，主要受重力作用的流動，如堰壩溢流、孔口出流、明渠流動等。（二）、粘性力相似準(zhǔn)則當(dāng)粘性力起主要作用時，動力相似有：慣性力：粘性力：雷諾準(zhǔn)則：速度量綱為：長度/時光（二）、粘性力相似準(zhǔn)則原型與模型的流動滿意粘滯力相似條件，必有原型與模型的雷諾數(shù)相等：雷諾準(zhǔn)則：適用于：主要受水流阻力即粘滯力作用的流體流動，如層流狀態(tài)下的管道、隧洞中的有壓流動和潛體繞流問題等。有壓管流中層流區(qū)，水力光潔區(qū)：主要是粘滯力作用，滿意雷諾數(shù)相等即可。紊流過渡區(qū):既要雷諾數(shù)相等，又要相對粗糙度相似；紊流粗糙（自動模型區(qū)）:阻力主要取決于相對粗糙度，粘滯性作用可忽略，只要保持幾何相似、相對粗糙相似即可達(dá)到力學(xué)相似。題6-59（2009）研究船體在水中航行的受力實驗，其模型設(shè)計應(yīng)采用。（A）雷諾準(zhǔn)則；（B）佛汝德準(zhǔn)則；（C）韋伯準(zhǔn)則；（D）馬赫準(zhǔn)則；答案B明渠中的流動為重力流，故應(yīng)采用佛汝德準(zhǔn)則題6-60（2008）模型與原型采用相同介質(zhì)，為滿意粘性相似，若幾何比尺為10，設(shè)計模型應(yīng)使流速比尺為。（A）10；（B）1；（C）0.1；（D）5；解：模型與