Подобные физические явления

Подобные физические явления 11 Показатель тепловой инерции (постоянная времени) 179 [c.356]

В подобных физических явлениях в сходственных точках пространства, для которых соблюдается равенство (в), и в сходственные моменты времени, когда промежутки времени х и х" связаны равенством (г) и имеют общее начало отсчета, любая величина и первого явления пропорциональна одноименной величине и" второго явления [c.319]

Все подобные друг другу явления образуют группу подобных единичных явлений. Совокупность всех групп подобных физических явлений образует определенный класс. [c.23]

По Л. И. Седову [74] два физических явления подобны, если по численным значениям характеристик одного явления можно получить значения сходственных характеристик другого простым пересчетом, аналогичным переходу от одной системы единиц измерения к другой. Такой пересчет может быть осуществлен на основе свойств инвариантности некоторого числа независимых безразмерных комбинаций (безразмерных комплексов), образованных из основных параметров подобных физических явлений. Как было установлено в гл. 1, количество независимых безразмерных комплексов, составляющих фундаментальную систему безразмерных переменных, определяется на основании П-теоремы анализа размерностей ( 1.3). [c.34]

Важное место в теории подобия занимает третья теорема подобия, которая формулируется следующим образом. Для получения подобных физических явлений необходимо и достаточно, чтобы условия однозначности явлений были между собой подобны, а их одноименные определяющие критерии были численно одинаковы. Дифференциальные уравнения описывают явление в общем виде. Чтобы получить уравнения, описывающие какие-либо частные процессы, необходимо к общим уравнениям добавить математическое описание всех частных особенностей, которые конкретизировали бы общее явление и сделали бы его частным. Тогда общие уравнения примут вид частных уравнений для данного процесса. Такие частные условия рассматриваемого явления называются краевыми условиями, или условиями однозначности. [c.298]

В основу теории подобия физических явлений положены три теоремы. Две первые из них говорят о явлениях, подобие которых заранее известно, и формулируют основные свойства подобных между собой явлений. Третья теорема обратная. Она устанавливает признаки, по которым можно узнать, подобны ли два явления друг другу. [c.414]

Видим, что весьма разнородные физические явления подчиняются дифференциальному уравнению одного и того же типа и в этом смысле оказываются подобными. Каждый раз, когда имеется Tai-кое подобие, возникает принципиальная возможность моделировать явления одной физической природы явлениями другой природы, по той или иной причине более удобными для экспериментатора. Гар>-монический осциллятор — это система с одной степенью свободы, заданной координатой х. Фазовое пространство для него есть фгь-зовая плоскость (a , ). Общее решение уравнения гармонического осциллятора выражается равенствами [c.212]

К концу XIX столетия явление теплоотдачи было описано системой диф( ренциальных уравнений, не разрешимых в обш,ем виде средствами современной математики. G другой стороны, имелось много опытных данных, которые не могли быть распространены за пределы единичных опытов. Все это способствовало разработке метода обобщения результатов непосредственного опыта, который позволил бы распространить результаты единичного опыта на все процессы, подобные исследованному. Такой метод был разработан в форме теории подобия физических явлений. Ои объединяет в себе средства математического анализа и физического эксперимента. [c.243]

Теория подобия — это учение о подобных явлениях. В приложении к физическим явлениям теория подобия применяется по двум направлениям как средство обобщения результатов физического и математического эксперимента и как теоретическая основа для моделирования технических устройств. Таким образом, теория подобия позволяет на основании отдельных опытов или численных расчетов получить обобщенную зависимость и открывает [c.265]

Подобными называются физические явления, протекающие в геометрически подобных системах, если у них во всех сходственных точках в сходственные моменты времени отношения одноименных величин есть постоянные числа. Эти постоянные числа называются константами подобия. [c.266]

Основу теории подобия физических явлений составляют три теоремы. Две первых теоремы исходят из факта существования подобия и формулируют основные свойства подобных между собой яв- [c.268]

Во многих случаях физический эксперимент остается единственным способом получения закономерностей, определяющих теплоотдачу. Чтобы с помощью эксперимента получить наиболее общую формулу для определения коэффициента теплоотдачи, пригодную не только для исследованных явлений, но и для всех явлений, подобных исследованным, постановку эксперимента и обработку опытных данных необходимо осуществлять на основе теории подобия физических явлений. [c.310]

Теория подобия базируется на трех теоремах. В знаменитой книге Математические начала натуральной философии И. Ньютон в 1686 г. па примере подобного течения двух жидкостей впервые распространил геометрическое подобие на физические явления. Но если Ньютон высказал только основную идею подобия физических явлений, то французский математик Ж. Бертран в 1848 г. дал строгое доказательство и установил основное свойство подобных явлений, названное позже первой теоремой подобия подобные между собой явления имеют одинаковые критерии подобия. Эта теорема позволяет вывести уравнения для критериев подобия и указывает, что в опытах нужно измерять лишь те величины, которые содержатся в критериях подобия изучаемого процесса. [c.80]

Предполагается, что поскольку рассматриваемое физическое явление в натуре и на модели описывается одними и теми же математическими уравнениями, то при наличии подобных пограничного и начального условий мы воспроизведем в геометрически подобном русле модели явление, динамически подобное искомому. [c.287]

Метод аналогий. До сих пор обобщенный индивидуальный случай рассматривался как группа подобных между собой единичных явлений одной физической природы. Если два физических явления различной физической природы описываются тождественными уравнениями и условиями однозначности, представленными в безразмерной форме, то они (явления) Называются аналогичными. При этих же условиях явления одной физической природы называются подобными. [c.41]

Иными словами, физические явления подобны, если все физические характеристики одного явления могут быть получены из характеристик другого явления путем умножения последних на постоянный множитель. Если индексом 1 помечать характеристики одного явления, а индексом 2 — другого, то из предыдущего утверждения следует [c.187]

Механически подобными называют явления одной и той же физической природы, для которых отношения одноименных физических величин постоянны. Это значит, что для любой пары сходственных точек двух подобных [c.379]

Как видно, здесь предполагают, что поскольку физическое явление в натуре и на модели описывается одними и теми же математическими уравнениями, то при наличии подобных граничных и начальных условий мы воспроизводим в геометрически подобном русле модели явление, динамически подобное искомому. Заметим, что подобие граничных условий для модели слагается из подобия следующих величин на границе модельного потока глубин, скоростей и давлений (для напорных систем). [c.526]

Понятие подобия распространяется и на физические явления. Последние считаются подобными, если они относятся к одному и тому же классу, протекают в геометрически подобных системах и подобны все однородные физические величины, характеризующие эти явления. Однородными называются такие величины, которые имеют один и тот же физический смысл и одинаковую размерность. [c.159]

Подобие физических явлений означает как подобие всех одноименных физических величин, характеризующих рассматриваемые явления, так и подобие полей этих величин. Подобные поля одноименных величин —это поля, различие которых сводится лишь к неодинаковости их масштабов. [c.319]

Необходимые и достаточные условия подобия физических явлений. Понятие подобия можно использовать не только в геометрии, но и распространить на физические явления. Подобными могут быть явления, имеющие одну и ту же физическую природу. Для подобия физических явлений необходимо, чтобы поля всех физических величин, характеризующих исследуемые явления, отличались только масштабом. Рассмотрим в качестве примера подобие процессов нестационарной теплопроводности. Из уравнения теплопроводности (2.25) с учетом геометрических, физических, граничных и начальных условий следует, что явление теплопроводности в одномерном приближении характеризуется восемью размерными величинами [c.96]

Первое условие говорит, что подобные процессы должны относиться к одному и тому же классу физических явлений. Помимо одинаковой физической природы подобные процессы должны характеризоваться одинаковыми по записи дифференциальными уравнениями. [c.158]

Метод аналогий базируется на тождественности уравнений, характеризующих распределение напряжений в упругом теле, уравнениям, описывающим другие физические явления (механические, гидродинамические, электрические и др.). Например, закон распределения напряжений при растяжении стержней математически тождественен закону распределения скоростей потока идеальной жидкости при установившемся движении- в русле, геометрически подобном очертанию растягиваемого стержня. Совпадение указанных законов обусловлено тем, что дифференциальные уравнения силовых линий при растяжении тождественны уравнениям линий тока жидкости. На этом принципе основан метод гидродинамической аналогии. [c.7]

Понятие подобия может быть распространено на любые физические явления. Можно говорить, например, о подобии картины движения двух потоков жидкости — кинематическом подобии о подобии сил, вызывающих подобные между собой движения — динамическом подобии о подобии картины распределения температур и тепловых потоков — тепловом подобии и т. д. [c.47]

Три недели тому назад, анализируя перед вами современное состояние системы теоретической физики и ее вероятное дальнейшее развитие, я старался главным образом показать, что в теоретической физике будущего наиболее важным и окончательным подразделением всех физических явлений будет подразделение их на обратимые и необратимые процессы. В следующих затем лекциях мы видели, что с помощью теории вероятностей и с введением гипотезы элементарного хаоса все необратимые процессы могут быть разложены на элементарные обратимые процессы, другими словами, что необратимость не является элементарным свойством физических явлений, а является исключительно свойством скопления многочисленных однородных элементарных явлений, из которых каждое в отдельности вполне обратимо, и обусловлена особым, именно макроскопическим, способом рассмотрения самого явления. С этой точки зрения можно с полным правом утверждать, что в конце концов все явления природы обратимы. Необратимость явлений, образованных из средних значений элементарных явлений, т. е. макроскопических изменений состояния, не противоречит этому утверждению, — это я подробно излагал в третьей лекции. Я позволю себе здесь сделать одно более общее замечание. Мы привыкли искать в физике объяснения явлений природы путем разложения их на элементы. Мы рассматриваем каждый сложный процесс, как состоящий из элементарных процессов, анализируем его, рассматривая целое как совокупность частей. Этот метод, однако, предполагает, что при таком подразделении характер целого не меняется, совершенно так же, как каждое измерение физического явления происходит в предположении, что введение измерительных инструментов не влияет на ход явления. Здесь мы имеем случай, когда вышеупомянутое условие не выполняется и где прямое заключение о целом по части привело бы к ложным результатам. Действительно, как только мы разложим какой-либо необратимый процесс на элементарные составные части, беспорядок исчезает, и сама необратимость, так сказать, ускользает из-под рук. Таким образом, необратимый процесс останется непонятным тому, кто стоит на той точке зрения, что все свойства целого могут быть выведены из свойств его частей. Мне кажется, что с подобным затруднением мы встречаемся также в большинстве вопросов, касающихся духовной жизни человека. [c.571]

Многочисленные неприятности возникают и при отсутствии достаточно больших потерь. Большая часть конструкций, созданных человеком или природой, имеет так много внутренних механизмов для поглощения энергии колебаний, что на присутствие посторонних вынужденных колебаний редко обращают внимание. Именно по этой причине необходимость в демпфировании часто не замечается его зачастую достаточно, чтобы почти все время избавлять нас от заботы о нем. В настоящее время, поскольку продолжается сооружение все более эффективных и экономичных конструкций различного назначения и увеличиваются требования, предъявляемые к этим конструкциям, приходится устранять большинство источников потерь (обычно не все источники выявляются), которые помогали подобным конструкциям выполнять их задачу в прошлом. Поэтому все чаще приходится затрачивать усилия для восстановления демпфирования, которое было устранено, а иногда и увеличивать это демпфирование надежным, безопасным, долговечным и дешевым путем. Следует учитывать, что практически с каждым процессом связаны потери. Как и при исследовании большинства физических явлений, потери зачастую проще всего понять, анализируя их источник и характер влияния на колебания конструкции. [c.60]

Подобные методы повышения технологической надежности станков принципиально ограничены [5] тем, что, во-первых, они не учитывают случайного характера большинства вредных воздействий из-за самой природы их возникновения, связанной со сложными физическими явлениями во-вторых, повышение сопротивляемости станка вредным воздействиям ограничено свойствами применяемых конструкционных материалов и, в-третьих, некоторые источники погрешности продолжают действовать. Эта ограниченность — стремление к станку, лишенному погрешностей обработки. [c.203]

Безразмерные комплексы представляют собой соотношения масштабов эффектов и в итоге определяются совокупностью масштабов параметров, определяющих явление. Следовательно, конкретные явления, входящие в группу, отличаются только масщта-бами определяющих их параметров. Геометрические фигуры, отличающиеся масщтабом построения, геометрически подобны. Физические явления, отличающиеся масштабами определяющих их параметров, называют подобными, а безразмерные комплексы, конкретная совокупность численных значений которых выделяет группу подобных между собой явлений, называют числами подобия. [c.11]

Для подобных физических явлений в сходственных точках и в сходственные моменты времени любая величина ц> первого явление пропорциональна величине ф" второго явления ф = СфСр", гд,е tf— константа подобия. Два промежутка времени % и т" называются сходственными, если они имеют общее начало отсчета и связаны равенством г 7т = Ст = соп.з1. [c.159]

Аналогично геометрическому подобию уравнения, описывающие подобные физические явления, после приведения их к безраз-1иерному виду становятся тождественными. При этом в сходственных точках все одноименные безразмерные величины, в том числе и 5езразмерные параметры, будут одинаковыми. [c.159]

Помимо безразмерной температуры 9 и координаты по нормали к поверхности п, уравнение (2.42) содержит безразмерный комплекс аНХ, составленный из разнородных физических величин, характеризующих явление теплоотдачи. Согласно свойству подобных физических явлений этот комплекс должен быть одинаковым для подобных систем. Такие комплексы носят название чисел подобия. Полученный комплекс Nu = аИк называется числом Нуссель-та, представляет собой безразмерный коэффициент теплоотдачи и является определяемым числом в задачах конвективного теплообмена. [c.160]

При полном подобии физических явлений все характеризующие процесс величины в любых точках модели получаются путем умножения тех же величин в соответствующих точках натуры на свой постоянный скалярный множитель — коэффициент подобия. Другими словами, два подобных явления отличаются лишь масшта->бами величин. Это означает, что подобные физические явления описываются одними и теми же безразмерными уравнениями. Из условий получения таких уравнений для натуры и модели выводятся критерии подобия. Они легко определяются, если рассматриваемые физические явления описаны дифференциальными уравнениями. [c.141]

Моделированием называют метод экспериментального исследования, в котором изучение какого-либо физического явления производится на уменьшенной модели. Идея о моделировании вытекает из того, что всякое явление, описанное в безразмерных неременных, отражает признаки группы подобных явлений. [c.425]

Для сложных процессов, характеризующихся многими физическими величинами, каждая переменная величина имеет свою константу подобия С. Если явления подобны, то константы подобия находятся между собой в определенных соотношениях и для данного процесса (системы) их выбор обусловлен условием подсб я физических явлений. Эти безразмерные соотношения представляют собой комплексы, составленные из физических величин, характеризующих это явление (процесс). Называются они критериями (числами) подобия. Для всех подобных явлений критерии подобия имеют одинаковое числовое значение. [c.80]

Из последнего определения физического подобия следует, что для всякой совокупности подобных явлений все безразмерные характеристики (безразмерные комбинации рг змер-ных величин) имеют одинаковые числовые значения. Справедливо и обратное зшточ пш если безразмерные характеристики одинаковы, то явления подобны. Для подобных явлений вид уравнений и граничных условий не будет зависеть от выбора единиц, если величины, определяющие физическое явление, выразить в безразмерной форме, т. е. отнести данную величину к характерному масштабу. [c.188]

Понятие подобия может быть распространено на любые физические явления. Однако физические явления могут рассматриваться как подобные, если они от)юсятся к классу явлений одной и той же природы. Такие явления аналитически описываются одинаковыми уравнениями по форме и содержанию. По этому признаку, например, выделяют кинематически подобные процессы, если подобны движения потоков жидкости. Динамическое подобие означает подобие силовых полей. Тепловое подобие означает подобие температурных полей и тепловых потоков. Обязательной предпосылкой физического подобия является геометрическое подобие. [c.171]

Из изложенного следует, что для подобия физических явлений необходимо, чтобы они имели одну и ту же физическую природу, описывались одинаковыми дифференциальными уравнениями и имели подобные условия однозначности. Однако для таких сложных явлений, как процесс теплообмена, эти условия оказьсваются все же недостаточными для существования подобия. [c.97]

В 1.4 было показано, что существует широкая свобода в способе построения системы единиц и, в частности, в выборе величин, единицы которых принимаются за основные. В то же время практические соображения накла-дьшают определенные ограничения на этот выбор. Иногда для описания какой-то совокупности физических явлений или для решения конкретной задачи методом анализа размерностей полезно выбрать в качестве основных такие единицы, которые позволят более просто выразить интересующие нас закономерности 1ши решить данную задачу. Подобные примеры можно найти в гл. 3 настоящей книги. Может даже оказаться целесообразным приравнять единице возможно большее число фундамен тальных постоянных, доведя число произвольно выби раемых основных единиц до нуля. При этом, разумеется значительно упростится вид соответствующих уравнений Подобным образом часто поступают в атомной физике в особенности при решении различных задач с помощью методов квантовой механики. Подробнее об этом будет сказано в 9.8. [c.42]

В работе [70] описан комбинированный метод определения координат подвижного ПР, основанный на счислении координат по скорости движения с использованием средств инерциальтой навигации и периодической коррекции по внешним ориентирам. Этот метод дает высокую точность определения координат. Следовательно, принцип комплексирования устройств, работа которых основана на различных физических явлениях, открывает широкие возможности применения ультразвукового датчика определения координат в качестве одного из элементов подобной системы. [c.188]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...