Методы подобия при обработке экспериментов

Важным способом обобщения опытных данных является метод теории подобия, который получил широкое распространение. Однако этот метод не может считаться единственным методом теоретической обработки эксперимента. [c.228]

Возможность такого предварительного качественно-теоретического анализа и выбора системы определяющих безразмерных параметров даёт теория размерности и подобия. Она может быть приложена к рассмотрению весьма сложных явлений и значительно облегчает обработку экспериментов. Более того, в настоящее время грамотная постановка и обработка экспериментов немыслима без учёта вопросов подобия и размерности. Иногда в начальной стадии изучения некоторых сложных явлений теория размерности является единственно возможным теоретическим методом. Однако не следует переоценивать возможностей этого метода. Результаты, которые можно получить с помощью теории размерности, ограничены и во многих случаях тривиальны. Вместе с тем совершенно неверно довольно широко распространённое мнение, что теория размерности вообще не может дать важных результатов. Комбинирование теории подобия с соображениями, полученными из эксперимента или математическим путём из уравнений движения, иногда может приводить к довольно существенным результатам. Обычно теория размерности и подобия приносит очень много пользы и в теории и в практике. Все результаты, которые добываются с помощью этой теории, получаются всегда очень просто, элементарно и почти без всякого труда. Тем не менее, несмотря на простоту и элементарность, применение методов теории размерности и подобия к новым задачам требует от исследователя известного опыта и проникновения в сущность изучаемых явлений. [c.12]

Применяемый обычно графоаналитический метод обработки экспериментальных данных по тепло-и массообмену с помощью критериальных зависимостей имеет тот основной недостаток, что в течение серии опытов приходится поддерживать постоянными ряд параметров, меняя какой-либо один. Это сделать очень сложно, поэтому точность обработки эксперимента обычно невелика. Чтобы графически получить критериальную зависимость, необходимо располагать такими данными, в которых менялось бы одно определяющее число подобия, а остальные оставались бы постоянными, что не только сложно, но и практически невозможно, особенно когда числами подобия являются комплексы, состоящие из нескольких переменных. В этих случаях рациональной является обработка экспериментальных данных другими методами, в том числе методом наименьших квадратов, который лишен указанных недостатков. Производство расчетов на вычислительной машине дополнительно экономит время, позволяет опробовать одновременно несколько вариантов. [c.75]

Такое разнообразие параметров, влияюш,их на разрушаюш,ую нагрузку шва, затрудняет обоснованный выбор вариантов образцов при экспериментальном изучении закономерностей разрушения. Применение методов подобия и размерностей к постановке и обработке эксперимента может [c.42]

Если количество опытных данных, полученных в частном эксперименте, достаточно велико и требуется сравнить его результаты с другими источниками информации, возникает необходимость в упорядочении полученного цифрового материала. Эта цель может быть достигнута при обработке эксперимента о применением методов подобия и размерностей. [c.144]

В качестве примера обработки эксперимента с привлечением методов подобия и размерностей проанализируем данные испытаний группы тонкостенных цилиндрических оболочек (рис. 7.6) на устойчивость при равномерном осевом сжатии, полученные 144 [c.144]

Методы подобия при обработке экспериментов 40, 42, 144, 148, 151, 153 Модели для исследования усталостных разрушений 264 [c.283]

Тесно связана о экспериментальным методом его теоретическая основа — теория подобия. В этом разделе гидромеханики устанавливают те условия и правила, по которым результаты экспериментов на макетах следует переносить на натурный объект. Этим, однако, роль теории подобия не исчерпывается, так как она служит эффективным средством обобщения и обработки экспериментальных данных, а также дает методы качественного анализа гидродинамических явлений. Последнюю функцию выполняет также теория размерностей, тесно связанная с теорией подобия. [c.24]

Число известных приложений теории размерности и подобия к механике очень велико многих из них мы не касались. Автор надеется, что предлагаемая книга даст читателю представление о типичных приёмах и возможностях этих методов, поможет при разборе новых задач и при постановке и обработке новых экспериментов. [c.7]

Состояние учения о свободной конвекции в настоящее время таково, что многие стационарные задачи имеют точные или приближенные аналитические решения. Среди аналитических работ преобладают исследования ламинарных потоков, возникающих при свободной конвекции. Труднее математической обработке поддаются вопросы свободной конвекции при турбулентном течении в пограничном слое. В этом случае, как и в случае ламинарного режима, для описания теплообмена в условиях свободной конвекции применяются методы теории подобия с широким использованием эксперимента. Изучение вопросов нестационар- ной свободной конвекции имеет также большое значение. Одним из важнейших вопросов теории нестационарного теплообмена в условиях свободного движения является вопрос о влиянии вибраций на конвективные процессы. Вибрационный эффект, создаваемый или перемещением нагретой поверхности в окружающей среде или подводом возмущений в виде акустических или других периодических колебаний к самой среде, может изменить теплоотдачу в несколько раз. Такое изменение теплоотдачи позволяет качественно по-другому подходить к решению новых задач в условиях естественной конвекции, и в настоящее время обширные исследования посвящены этому вопросу. Получить общее аналитическое решение задачи не всегда удается, поэтому большинство работ посвящено экспериментальному и аналитическому исследованию частных случаев. [c.143]

Следующим этапом является обработка полученных данных в критериальном виде. По температуре жидкости определяют ее теплофизические характеристики (Я,, v, а). Для каждой экспериментальной точки рассчитывают значения критериев подобия и составляют критериальное уравнение. Изменяя условия эксперимента (используя трубы разного диаметра, различную охлаждающую среду), убеждаются в том, что все экспериментальные точки соответствуют одному и тому же критериальному уравнению. Оговаривают исследованный диапазон изменения критериев, а также методы усреднения температуры жидкости и принятый определяющий геометрический размер системы. [c.44]

С развитием вычислительной математики и техники стали простыми многие ранее неразрешимые задачи газовой динамики. В связи с этим автор стремился избегать громоздких приближенных методов, хотя и эффективных в прошлом, ставя основной задачей на простых допускающих аналитическую обработку примерах или с помощью законов подобия дать представление об общей картине и особенностях гиперзвукового (а часто и умеренно сверхзвукового) обтекания основных классов тел и о влиянии на это обтекание реальных свойств газа. Для иллюстрации положений гиперзвуковой теории широко использованы результаты точных численных решений или экспериментов. [c.4]

С помощью теории подобия анализируют исходные дифференциальные уравнения совместно с условиями однозначности, что дает возможность выделить из класса явлений отдельные группы подобных явлений и частных, конкретных условий эксперимента. Теория подобия дает данные о порядке проведения эксперимента, обработки и обобщения экспериментальных материалов и распространении их на натуру. При этом рассматривают не параметры процесса, а их безразмерные комбинации — критерии подобия. Таким образом, теория подобия является теорией эксперимента и моделирования, учением о методах научного обобщения данных одного конкретного опыта. [c.141]

Поэтому приведенные дифференциальные уравнения обычно используют для численного рещения задач конвективного теплообмена [19]. Именно на их основе строятся конечно-разностные аналоги для расчетов методом сеток. Больщинство же важнейших практических задач решены на основании экспериментальных исследований с привлечением для организации опытов и обработки результатов этих экспериментов основ теории подобия. [c.100]

МЕТАЛЛОФИЗИКА — раздел физики, в котором изучаются структура и свойства металлов МЕТОД [аналогии состоит в изучении какого-либо процесса путем замены его процессом, описываемым таким же дифференциальным уравнением, как и изучаемый процесс векторных диаграмм служит для сложения нескольких гармонических колебаний путем представления их посредством векторов встречных пучков используется для увеличения доли энергии, используемой ускоренными частицами для различных ядерных реакций Дебая — Шеррера применяется при исследовании структуры монохроматических рентгеновских излучений затемненного поля служит для наблюдения частиц, когда направление наблюдения перпендикулярно к направлению освещения Лагранжа в гидродинамике состоит в том, что движение жидкости задается путем указания зависимости от времени координат всех ее частиц ин1 ерференционного контраста служит для получения изображений микроскопических объектов путем интерференции световых воли, прошедших и не прошедших через объект меченых атомов состоит в замене атомов исследуемого вещества, участвующего в каком-либо процессе, их радиоактивными изотопами моделирования — метод исследования сложных объектов, явлений или процессов на их моделях или на реальных установках с применением методов подобия теории при постановке и обработке эксперимента статистический служит для изучения свойств макроскопических систем на основе анализа, с помощью математической статистики, закономерностей теплового движения огромного числа микрочастиц, образующих эти системы совнадений в ядерной физике состоит в выделении определенной группы одновременно происходящих событий термодинамический служит для изучения свойств системы взаимодействующих тел путем анализа условий и количественных соотношений происходящих в системе превращений энергии Эйлера в гидродинамике заключаегся в задании поля скоростей жидкости для кинематического описания г чения жидкости] [c.248]

Доказательство теоремы выходит за рамки курса. При необходимости оно может быть найдено в книге Л.И.Седова Методы подобия и размерностей в механике - М. Наука, 1972. - 440 с. Подробное обоснование метода приводится и в книге В.А.Веникова и Г.В.Веникова Теория подобия и моделирования - М. Высшая школа, 1984. -439 с. Особенностью этой книги является то, что помимо вопросов, связанных с подобием, в нее включены сведения о методике постановки эксперимента и обработки его результатов. [c.114]

Применение методов М. требует определ. уровня развития соответствующего раздела физики — установления критериев подобия и основных количеств, закономерностей, характеризующих рассматриваемое явление. Это дозволяет сформулировать дополнит, условия однозначности измерений, необходимые для реализации М. Кроме того, необходимым условием М. является возможность получения достоверной информации о процессах, происходящих на модели, т. е. соответствующее развитие материальной базы М.— создание эксперим. установок, методики и техники эксперимента, способов измерения в обработки эксперим. данных (см., напр.. Аэродинамический эксперимент), Напр., при М. трения твёрдых тел необходимо учитывать как механич. сторону процесса (шероховатость, геометрию единичных выступов, их взаимное расположение), так и его молекулярную сторону (физ.-хим. процессы, структурные в фазовые изменения, влияние нагрева на свойства материалов). В этом случав для построения соответствующих критериев используют более 20 параметров. [c.172]

Т. о. теория подобия приводит к следующему методу постановки эксперимента и обработке его результатов втомслучае, когда общий закон, к-рому подчиняется исследуемое явление, м.б. дан лишь в дифференциальном виде 1) устанавливаются условия однозначности , к-рыми данное явление Т. (в котле, печи и т. п.) выделяется из всех других случаев 2) производится эксперимент, состоящий, вообще говоря, в варьировании одного или нескольких из условий однозначности и наблюденрш при этом изменения других величин, характеризующих явление [c.481]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...