Определение физического подобия явлений

Определение физического подобия явлений [c.7]

В настоящее издание внесены некоторые поправки и дополнения для лучшего подчёркивания основных идей теории подобия и размерности. Так, например, это сделано в ходе рассуждений при доказательстве л-теоремы. Далее несколько детализировано определение динамического или вообще физического подобия явлений. Это новое определение ещё не является общеупотребительным при изложении вопросов подобия, однако с точки зрения практики оно схватывает существенные особенности физически подобных процессов кроме того, оно удобно для непосредственного использования и, повидимому, удовлетворяет вполне всем нуждам различных приложений. [c.9]

Используя эти уравнения, можно получить безразмерные комплексы, составленные из величин, характеризующих это явление. Эти безразмерные комплексы называют критериями (числами) подобия. Критерии подобия для всех подобных между собой явлений сохраняют одно и то же числовое значение. Поэтому первую теорему подобия можно сформулировать следующим образом. У подобных явлений одноименные критерии (числа) одинаковы. Критерии подобия всегда имеют определенный физический смысл. Их обычно обозначают начальными буквами фамилий выдающихся ученых, работавших в соответствующих областях науки. [c.321]

Для дальнейшего развития идеи о подобии целесообразно дать определение той общности явлений, которая позволяет объединить их в понятие одного рода. Явления принадлежат к одному роду, если они развиваются на основе взаимодействия одних и тех же физических факторов и, таким образом, описываются единообразными дифференциальными уравнениями, а также качественно одинаковыми краевыми условиями. Например, номограммы 3-7 и 3-8 обобщают один род явлений теплопроводности в плоских изотропных неограниченных пластинах, имеющих вначале равномерную температуру и внезапно внесенных в среду с другой, постоянной во времени температурой. Теплофизические свойства материала пластин и коэффициент теплоотдачи приняты за постоянные. [c.69]

Понятие о физическом подобии естественным образом перерастает в понятие о физической аналогии. Если в первом случае сопоставляемые явления должны принадлежать к одному роду, то аналогию можно искать среди явлений разного рода, отличающихся друг от друга качественно. Выше уже был случай указать на аналогию между стационарной теплопроводностью и прохождением электрического тока через сетку омических сопротивлений. Примеров физической аналогии можно было бы привести чрезвычайно много. В частности, в дальнейшем будет отмечена аналогия между распределениями температур и скоростей, которые при определенных условиях устанавливаются в потоке, омывающем обтекаемое тело. Аналогия может существовать между тепло- и массообменом и т. п. [c.73]

Эти два хорошо известных случая отчетливо показывают, что один и тот же безразмерный комплекс (критерий подобия) в определенных физических условиях может существенно влиять на развитие рассматриваемого явления, а при других условиях это развитие не зависит от данного критерия. [c.23]

Теоретическое определение коэффициентов теплоотдачи а сводится к определению связи между двумя взаимно зависимыми полями температурным и скоростным. Так как многие физические величины, например скорость, температура, а также все физические параметры (плотность, коэффициент теплопроводности, коэффициент вязкости и др.) в различных точках потока могут иметь различные значения, то для подобия явлений необходимо подобие всех этих величин во всем объеме рассматриваемых систем, т. е. подобие полей этих величин. [c.164]

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]

Математическая запись, составленная на основании совокупности образов и отражающая физические закономерности исследуемого объекта или явления, представляет собой математическую модель. Поэтому моделирование рассматривается как создание некоторой системы - модели, имеющей определенное сходство с реальной системой - оригиналом. Модель и оригинал связаны сложными зависимостями подобия. [c.34]

Для явлений, физическая природа которых сложна и определяется многими параметрами, константы подобия этих параметров находятся между собой в определенных соотношениях и не могут быть выбраны произвольно. В этом случае, кроме постоянства отношений однородных величин, имеются еще дополнительные условия. Рассмотрим эти условия на частных примерах. [c.122]

Дайте определение подобию физических явлений. [c.162]

В большинстве же случаев единственным способом получения уравнения для определения коэффициента теплоотдачи является физический эксперимент с обработкой данных на основе теории подобия физических явлений. [c.199]

Под термином моделирование понимаются методы экспериментального исследования, основанные на замещении конкретного исследуемого объекта другим, ему подобным, называемым моделью. Моделирование применяется в тех случаях, когда целью исследований является изучение вполне конкретных закономерностей физического, химического, механического или какого-либо другого явления, развивающегося в системе с определенными геометрическими, физическими, химическими, механическими свойствами при конкретных режимных условиях. В простейшем случае модель воспроизводит изучаемое явление и сохраняет его физическую природу и геометрическое подобие, в более сложном — геометрическое подобие не обязательно, ко модель построена таким образом, что позволяет решить поставленную задачу. Примером могут служить электрические модели механических систем, где отсутствуют какие-либо видимые геометрические сходства, а моделирование осуществляется за счет тождественности уравнений, описывающих одинаковым образом явления, имеющие разную физическую природу. [c.5]

Если физические и отчасти математические модели строятся для выяснения количественных и качественных связей между параметрами, определяющими явление, раскрывая его структуру и выясняя функции, то кибернетическая модель предусматривает моделирование функции функцией. Эта модель не вскрывает подобия физики либо структуры внутри модели. Кибернетическое моделирование раскрывает внешние функциональные зависимости систем от среды, не затрагивая внутренних причинных связей. При таком моделировании в основном исследуется характеристика поведения сложной динамической системы в определенной среде. [c.16]

Теория подобия и моделирования рассматривается как база научной постановки опытов и обобщения экспериментальных данных. Из анализа дифференциальных уравнений, характеризующих общие функциональные связи между основными факторами, и условий однозначности, включающих характеристики геометрии, физических свойств и краевые условия (начальные и граничные), получаем предпосылки к экспериментально-теоретическому изучению процессов. В решении поставленных задач приходится встречаться с различными по сложности явлениями. В некоторых случаях теоретическое решение задач позволяет получить общие качественные связи параметров, например в определении коэффициента трения при решении контактно-гидродинамической задачи. При анализе же весьма сложного процесса изнашивания твердых тел или твердосмазочных покрытий в настоящее время не удается получить достаточно общих математических описаний явлений. В связи с этим различается подход к проблеме трения и износа тел, работающих в масляной среде и всухую (с твердо-смазывающими покрытиями или из самосмазывающихся материалов). Теория подобия базируется на следующих основных теоремах [c.160]

Модель. Для изучения и выявления закономерностей процессов обработки деталей часто прибегают к их исследованию с помощью моделей, отражающих основные свойства объектов моделирования. Изучение свойств объекта моделирования с помощью анализа аналогичных свойств его модели представляет собой процесс моделирования. Различают физические и математические методы моделирования. Физическое моделирование предназначено для исследования натурных моделей подобия, воспроизводящих объект моделирования в меньшем масштабе. Математическое моделирование основано на том, что реальные процессы в объекте моделирования описывают определенными математическими соотношениями, устанавливающими связь между входными и выходными воздействиями. Математическое моделирование, сохраняя основные черты протекающих явлений, основано на упрощении и схематизации. Математические модели являются моделями неполной аналогии. [c.19]

Обоснование полученных преимуществ дается теорией подобия. В общей теории подобия показывается, что во всех случаях, когда вместо отдельных физических величин пользуются их безразмерными комбинациями (так называемыми критериями подобия, выбираемыми в соответствии с определенными правилами), получается чрезвычайно широкое обобщение полученных результатов, которые становятся справедливыми уже не только для данного конкретного явления, но и для бесчисленного множества других подобных между собой явлений. [c.25]

Ввиду сказанного все основные расчетные формулы будут представляться в дальнейшем в форме критериальных уравнений, т. е. в виде зависимостей между соответствующими критериями подобия. Каждый критерий подобия характеризует определенную важную сторону рассматриваемого явления и включает в себя физические величины, входящие в состав дифференциальных уравнений и условий однозначности. [c.25]

Этот вывод имеет исключительное практическое значение. В самом деле, при экспериментировании производится ряд единичных наблюдений, которые могут привести к установлению определенных эмпирических связей между наблюденными величинами. Если же обработать полученные данные в виде критериев подобия и построить зависимость определяемых критериев от определяющих, то получится результат, несоизмеримо более общий, так как выведенные таким способом связи справедливы для всех явлений, протекающих в геометрически и физически подобных системах. Поскольку критерии подобия безразмерны, уравнения связи между ними совершенно не зависят от выбора системы единиц измерения. [c.18]

Оценка влияния принятых допущений осуществляется или экспериментальным путем, или численными методами. Обобщение экспериментальных и расчетных данных и перенос их на аналогичные явления оказываются более простыми при переходе от обычных физических величин к величинам комплексного типа, составленным определенным образом и зависящим от природы процесса. В этом случае уменьшается число переменных и более отчетливо выступают внутренние связи, характеризующие явление в целом. Такую замену обычных переменных обобщенными проводят на основе теории подобия и анализа размерностей. Одной из основных задач теории подобия является установление правил, по которым можно производить обобщение и распространять результаты опытов, проведенных в одних условиях, на другие, а также определение границ применимости этих обобщений. Очевидно, что для анализа процессов в двухфазных средах с их чрезвычайно сложным характером теория подобия является очень важным инструментом. [c.58]

Если при определении размерности физической величины составляющие ее основные единицы измерения сокращаются, то такая величина называется безразмерной. Безразмерными величинами являются относительные координаты точек тела, аэродинамические коэффициенты профиля крыла, относительные деформации упругой конструкции. Постоянные и переменные безразмерные величины занимают особое место при изучении подобия физических явлений. [c.9]

Анализ размерностей возник в результате распространения на физические явления понятий геометрического подобия, отношения и пропорции, знакомых еще грекам ). Впервые это было сделано Галилеем при определении прочности балок из данного материала в зависимости от их линейных размеров. Он ввел интуитивно очевидное предположение о том, что разрушение балки происходит тогда, когда сила, отнесенная к единице площади (напряжение), превосходит некоторую максимальную величину, характерную для материала балки. Галилей пришел к выведу, что величина безопасной нагрузки на единицу объема обратно пропорциональна длине и предвосхитил многие другие классические результаты. [c.119]

Пользуясь полученными результатами, можно сформулировать следующее определение подобия механических (физических) явлений две геометрически подобные системы механически подобны, если безразмерные уравнения, описывающие эти системы, тождественно совпадают. [c.287]

Оглавление дает достаточное представление о структуре- и содержании учебника. Для многих сплошных сред и тел с простыми и сложными физическими свойствами изучающий узнает полные замкнутые системы разрешающих уравнений, типичные граничные условия и условия на волновых фронтах, постановки краевых задач, простые методы их анализа на основе теории размерностей и подобия и получит доступ к свободной проработке и активному использованию любого из перечисленных выше разделов МСС но что, пожалуй, более важно — изучающий научится методам построения фундаментальных математических моделей механики сплошных сред, познакомится с методом построения полных систем уравнений МСС, особенно уравнений состояния среды, т. е. в определенной мере научится переводить на язык математики и ЭВМ интересующие естествознание и практику новые явления природы, процессы в новых материалах и средах с заранее неизвестными физико-механическими свойствами. Поэтому автор придает значение гл. III и V, в которых разъясняются особенности взаимодействия термомеханических и электромаг- [c.4]

Возможны два основных способа получения систем критериев подобия процессов структура критериев может быть определена методами анализа размерностей величин, характерных для данного процесса, или путем тождественных преобразований уравнений процесса. Законы подобия могут быть выведены из анализа размерностей физических параметров, обусловливающих данное явление. Поскольку два подобных явления отличаются лишь масштабом соответствующих величин, то из определения размерности следует, что соотношения, получаемые для безразмерных величин, должны быть одними и теми же в обоих случаях. В этом и заключается связь теории подобия с анализом размерностей. Рассмотрим технику использования метода анализа размерностей на следующем примере. [c.19]

Так как изменения всех физических величин в каждом процессе связаны между собой, то и между константами подобия разных величин в каждой группе подобных явлений существует определенная связь. Эту связь можно найти, если известно уравнение, связывающее между собой изменение физических величин в данном явлении. [c.227]

Критерии подобия можно получить для любого физического явления. Для этого необходимо иметь полное математическое описание рассматриваемого явления. Знание математического описания процесса является необходимой предпосылкой теории подобия. Без этого учение о подобии свелось бы лишь к простому определению подобия. [c.149]

Таким образом, сущность подобия двух явлений означает подобие полей одноименных физических величин, определяющих эти явления. Например, в процессе конвективного теплообмена температура скорость, давление, а в ряде случаев и другие физические параметры среды (коэффициенты вязкости и теплопроводности, плотность и т. д.) в различных точках потока могут иметь разные значения. Подобие двух таких процессов означает подобие всех этих величин во всем объеме рассматриваемых систем, т. е. подобие полей этих величин. Для каждой из этих величин — скорости w, температурного напора At и т. д. — существует своя постоянная подобия Су,, и т. д. Полный перечень всех величин, характеризующих рассматриваемые явления, может быть определен только при наличии математического описания явлений. [c.38]

Модели могут быть простыми и сложными. Простая модель описывает один вид движения материи (например, механическое) или является условным образом явления. Примером такой модели может служить описание математического маятника, подвешенного на невесомой и нерастяжимой нити, конец которой закреплен неподвижно. Движение только в одной плоскости описывается дифференциальным уравнением с четко определенными начальными условиями. Методами теории подобия, используя это дифференциальное уравнение, составляют уравнение подобия. Однако такая физическая модель является идеализированной. Она не учитывает дополнительные эффекты, связанные с трением, растяжением нити, сопротивлением воздуха при качании маятника и т.д. [c.452]

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]

При такой трактовке вопроса и при обычном определении физического подобия не могут возникнуть какие-либо противопоставления анализа размерностей и теории подобия. Соображения этих двух теорий могут касаться лишь общих выводов, отделенных от частных свойств и особенностей конкретных явлений, а содержание теорий в таком понимании становится полностью эквивалентным. Биркгоф в своей книге не вполне ясно и отчетливо излагает эти вопросы, что, впро чем, связано скорее с терминологией, чем с существом дела. [c.9]

В связи с тем,что определенным значениям комплекса отвечает множество совокупностей входящих в него факторов, решешге задачи в этих церемонных будет справедливым не только для данного конкретного опыта, но и для бесконочного множества других опыто)з, объединенных некоторой общностью сг.ойстп (подобием явлений) п характеризуемых указанными комплексами. Так, например, для процесса электродуговой сварки в защитных газах функциональную зависимость между размерными физическими параметрами можно представить в виде [c.175]

Определение критериев подобия посредством анализа размерностей базируется на п-теореме. П-теорема, которая была сформулирована Ваши и Бэкингемом, гласит если рассматриваемое физическое явление (процесс) определяется п физическими величинами (параметрами) hi, IJ2,. .., Яд так, что полное уравнение, описывающее явление, может быть записано в виде функции [c.396]

Основные положения. В физической теплотехнике широко распространен метод моделирования тепловых процессов, основанный на теории теплового подобия. Этот метод позволяет увязать опытное исследование теплового процесса с его физико-математическим описанием. Теория подобия устанавливает признаки подобия явлений и позволяет на основе проведенных экспериментов получить обобщенные зависимости для целой группы подобных явлений. Она указывает, что нет необходимости непосредственно изучать опытным путем связи между всеми отдельными величинами, оказывающими влияние на процесс. Достаточно найти связь между безразмерными комплексами этих величин (критериями) и безразмерными отношениями одноименных величин, составленными из этих величин (симплексами). Найденная опытным путем связь между критериями подобия будет справедлива не только для тех условий, которые имелись при опыте, но также и для всех других условий, подобных условиям проведенного эксперимента. Теория подобия начинается с того момента, когда оказывается возможным установить математическую зависимость между величинами, характеризующими явление. Наличие уравнений, связывающих между собой эти величины, накладывает определенные связи на константы подобия , — писал М. В. Кир-пичев [216]. [c.609]

На практике удобно пользоваться следующим определением динамического или вообще физического подобия. Два явления подобны, если по заданным характеристикам одного можно получить характеристики другого простым пересчетом, который аналогичен переходу от одной системы единиц нзмерения к другой системе. Для осуществления пересчета необходимо знать переходные масштабы . Это определение удовлетворяет практическим требованиям и сильно упрощает и сокращает общую теорию (см. [14 ]). [c.9]

Когда две различные фазы, например жидкость и газ или две жидкости с разными свойствами, соприкасаются друг с другом, на каждую единицу площади поверхности раздела приходится определенное количество энергии. Эта энергия имеет ту же размерность, что и сила, приходящаяся на единицу длины, и, хотя здесь нет физического подобия, все же будет удобнее в дальнейшем пользоваться последней величиной. Когда поверхность раздела находится между жидкостью и газом, она называется свободной поверхностью, а сила — поверхностным натяжением, размерность которого динЫсм. Свободные поверхности не оказывают влияния на свойства жидкостей в гидравлических системах, если наблюдается явление вспенивания [28, 29]. Пена представляет собой эмульсию пузырьков газа в жидкости при некоторых условиях эта эмульсия может быть очень устойчивой. По своей природе пена гораздо более сжимаема, чем сама жидкость, и если она засасывается насосом и попадает в гидросистему, то работа системы может нарушиться. Кроме того, из-за большой площади поверхности раздела между жидкостью и газом процесс окисления и другие химические реакции в пене значительно ускоряются. [c.48]

Bo-первых, если первоначальный вариант теории вырос, исходя из вполне определенных физических представлений о возникновении в ферромагнетике ниже точки Кюри эффективного молекулярного поля (см. том 2, гл. 3), составляющих основу полуфеноменологической теории Вейсса, то произведенное нами дальнейшее обобщение этой теории представляется откровенно формальным. На феноменологическом уровне можно предложить и другие более или менее удачные варианты видоизменения первоначального уравнения состояния Я = Н в, М). Поэтому гипотеза Видома, включающая два момента, — предположение о структуре этого уравнения состояния, Я = МФ(т, М / ) = МХ Ф(Хт, , и предположение о полном подобии всех фазовых переходов Л-типа и критических явлений, — оказались столь привле-, кательной именно потому, что она в едином своем акте позволила полностью снять проблему произвола в выборе конкретной модели магнетика. При этом мы молчаливо полагаем, что функция двух аргументов Ф такова, что поверхность термодинамических состояний Я = Н 0, М) (см. рис. 64-А) как бы натянутая на кривую спонтанной намагниченности М = Мо 0), лежащую в плоскости Я = О, вне области критической точки т = О, М = О не имеет более никаких аналитических особенностей. [c.142]

В т. п. устанавливается понятие г р у п-п ы явлений как области, в пределах которой обобщение закономерно и плодотворно. Группы выделяются из класса на основе расширенного понимания условий однозначности. Задание условий однозначности для единичного явления заключается в определении частных значений ряда физич. величин, характеризующих особые его признаки. Применительно к группе явлений те же признаки выражаются в виде произведений из соответствующих величин на постоянные численные множители (м н о-жители преобразования), к-рые принимают различные частные значения для отдельных явлений, входящих в состав группы, но сохраняют неизменные значения в пределах каждой данной системы. Умножение совокупности величин на один и тот же численный множитель есть подобное преобразование и X. Следовательно условия однозначности всякого явления получаются из условий однозначности любого другого явления той же группы непосредственно с помощью подобного преобразования всех величин, входящих в их состав. Так, поверхности взаимодействия между системой и окружающей средой во всех явлениях одной и той же группы между собой подобны (геометрическое подобие систем). Физич. константы образуют подобные поля (физическое подобие систем). Векторы всех величин в начальный момент и на границах систем также между собой подобны (подобие начальных и граничных условий). Т. о. условия однозначности для различных явлений одной и той же группы по существу представляют между собой одну и ту же систему условий, данную в различных масштабах (в широком понимании этого слова имеется в виду не только геометрич. масштаб, нотакжемасштаб всех физич. величин скоростей, перепадов давлений, Г-ных градиентов и т. п.). Но условия однозначности в совокупности с основными ур-иями определяют все свойства явления. Поэтому явления одной и той же группы, отвечающие одинаковым ур-иям и подобным между собой условиям однозначности, представляют собой одно и то же явление, данное в различных масштабах, т. е. образуют группу подобных между собой явлений. Этот вывод выражает содержание важнейшей теоремы Т. п. подобие условий однозначности есть достаточное основание для утверждения подобия явлений, определяемых одной. и той же системой уравнений. Группа подобных между собою явлений и есть область обобщения данных опыта. [c.426]

Материал 2, посвященный дискретным системам, также представляет определенный интерес в общей теории неидеальных систем (так как это системы с фазовым переходом). И не только потому, что он является необходимым дополнение.м к теории твердого тела или вследствие того, что в недавнее время эта тематика стала вновь популярной. Понятия дальнего и ближнего порядков являются общими для статистических систем, включая и те, которые не являются магнетиками или бинарными сплавами, для описания состояний которых эти понятия были первоначально введены. И если для упомянутых систем упорядочение имеет достаточно простую физическую интерпретацию, то для других, например жидкого гелия, сверхпроводника или двухфазной системы, оно воспринимается в основном через призму концепции подобия явлений пространственного упорядочения в дискретных системах и двухфазным состоянием в непрерывных (намагничение как фактор дальнего порядка подобно количеству сверхтекучей компоненты в Нс-И или количеству жидкой фазы в системе типа газ—жидкость и т. д.). Мы уловили эту концепцию, когда исследовали некоторые системы с помощью вариационного принципа (например, сразу было установлено, что точка Кюри для магнетика эквивалентна критической температуре в решетчатом газе, что совпадают значения всех критических показателей для этих моделей и т. д.). Конечно, точного доказательства на микроскопическом уровне эквивалентности этих внешне совсем непохожих явлений нет, она устанавливается только для моделей. Поэтому ее надо восприни.мать не как кем-то навязанную дополнительную организацию природы, а скорее как тенденцию к подобию явлений определенного класса. Обзору развития этих идей на полуфеноменологическом уровне посвящен 3 настоящей главы. [c.715]

Теория подобия может применяться тогда, когда не только известен список необходимых величии для исследуемого явления, но и имеется система дифференциальиых уравпепий, которая устанавливает взаимную связь между физическими величинами, участвующими в явлении. Эти уравнения должны быть сформулированы для того частного случая, который является объектом иссотсдова-ния. Присоединение к ним условий однозначности делает исследование определенным и позволяет применить теорию подобия. Поэтому во всех случаях, когда уравнения связи могут быть найдены, метод анализа уравнений есть единственно правильный путь применения теории подобия. Таким образом, достоинством теории подобия является надежность решений, полученных при ее применении. Она будет такой же, какой является надежность решений, получаемых чисто аналитическим путем. [c.414]

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]

Для расчета интенсивности теплообмена при кипении на теплоотдающих поверхностях с пористыми покрытиями предложен ряд < )ормул, полученных либо теоретическим путем, либо на основе теории подобия. Из формул первого типа можно отметить полуэмпири-ческие зависимости авторов [130, 146], при выводе которых использованы весьма сходные между собой физические модели, В обоих случаях стенки капиллярных каналов рассматриваются в виде ре- бер, на поверхности которых испаряется пленка жидкости. Жидкость подсасывается в капилляры под действием сил поверхностного натяжения. Эти формулы качественно правильно отражают закономерности рассматриваемого явления, однако рассчитать по ним интенсивность теплообмена достаточно сложно. Это связано с трудностями, взоннкающими при определении эффективной теплопроводности пористого слоя Яэф. Авторы [130, 146], сопоставляя полученные ими формулы с опытными данными, не приводят зависимости, использованные для расчета Хэф в тех или иных конкретных условиях проведения опытов. Меледу тем очевидно, что значение 1эф зависит как от характера пористого покрытия, так и от технологии его нанесения. Этим, по-видимому, объясняется, что эмпирические коэффициенты формул авторов [130, 146], подобранные на сновании опытов одного исследователя, оказываются неприемлемыми при обобщении опытных данных других исследователей. [c.224]

Если физический процесс описьтается системой уравнений и заданными краевыми условиями, то величины, входящие в условия однозначности, являются независимыми переменными, определяющими протекание данного физического явления. Критерии, включающие условия однозначности, являются определяющими. Теория подобия позволяет использовать структурный анализ исходных уравнений, описьгоающих изучаемое явление, как при разработке методики проведения экспериментов, так и при обобщении результатов. Принцип физического моделирования, согласно которому на модели сохраняется основная сущность явлений, имеющих место в натурных условиях, учитывает адекватность явлений. При этом имеются в виду определенные преимущества физического моделирования по сравнению с математическим при изучении сложных явлений, когда существует только частичная (или отсутствует) математически выраженная связь характеристик, В свою очередь, экспериментальные исследования на модели, например процесса возникновения задира катящихся со скольжением тел, позволили уточнить исходную физическую модель, решить необходимую теоретическую задачу на оенове рассмотрения тепловых процессов в дискретном фрикционном контакте катящихся со скольжением тел. Из сложной взаимосвязи различных параметров удалось вьщелить и изучить на моделях главные закономерности. [c.163]

Из общих соображений, вытекающих из взглядов о подобии физических явлений, все эти величины могут быть скомпонованы в некоторое количество безразмерных комплексов. Как показывает существующий весьма общирный опыт, в подавляющем большинстве случаев, в определенном интервале изменения параметров, функциональная связь между безразмерными комплексами с достаточной для практики точностью может быть представлена в виде произведения степенных функций. [c.24]

Действительно, при экспериментальном решении задач механики конструкций на моделях необходимо иметь в виду, что они описываются уравнениями определенного вида только при соблюдении ряда гипотез, допущений и ограничений. Если в модели воспроизводится явление того же рода, что и в натуре, то условия инвариантности введенных допущений и ограничений являются источником дополнительных предельных связей между масштабами величин, входящих в физические уравнения. Эти связи, называемые предельными условиями, необходимо рассматривать совместно с критериями подобия, полученными из основных физиче-ких уравнений и краевых условий. [c.124]

Скорость разрушения определяется кооперативными процессами, прол исходящими на микро- и макроуровнях, и поэтому необходим учет как прочности межатомной связи в бездефектной кристаллической решетке, так и характеристик прочности и пластичности материалов с дефектами — дислокациями, вакансиями и т. п. на микро- и макроуровнях с учетом влияния исходной структуры на характеристики прочности и пластичности. В связи со сложностью поставленных механикой разрушения задач прямого эксперимента недостаточно для определения общих закономерностей разрушения материала с трещиной, а требуется привлечение подходов физики разрушения, позволяющих вникнуть в суть механизма явления. Но и это о мало, так как необходимо учитывать сложные по своему содержанию микропроцессы, оказывающие неоднозначное влияние на макропроцессы, определяющие в конечном итоге скорость разрушения. Переход от микроразрушения к макроразрушению может быть достигнут путем учета масштабного подобия. Это требует привлечения к а 1ализу механики трещин наряду с физикой прочности также теории подобия и анализа размерностей [28, 29]. Для применения теории подобия необходимо иметь большой объем предварительных данных и конкретных физических идей, позволяющих вывести уравнение, определяющее процесс. Если уравнение не удалось вывести, то применяют анализ размерностей [29]. Подходы механики разрушения позволяют рассматривать процесс разрушения как автомодельный, что упрощает решение задач механики трещин, ибо в условиях автомодельности необходимым и достаточным условием обеспечения подобия локального разрушения является использование только одного критерия подобия. К тому же теория подобия является своеобразной теорией эксперимента, так как позволяет установить, какие параметры следует определять в опыте для решения той или иной задачи [28]. Неучет этого фактора при определении критериев линейной механики разрушения привел к известным трудностям и к необходимости раздельного определения статической Ki . динамической Кы и циклической /С/с трещиностойкости. Однако каждый из указанных критериев, определенных экспериментально, без учета подобия локального разрушения, даже при одном и том же виде нагружения часто не дает сопоставимых значений из-за влияния степени стеснения пластической деформации на микромеханизм разрушения. [c.41]

В своей теоретической и практической основе исследование технологических процессов и систем зижд тся на методах математического и физического моделирования. Подход к обоим методам различен. Если математические модели отображают реальный процесс, систему при помощи условных математических символов, то физические модели представляют собой уменьшенные или упрощенные до некоторой степени реальные системы. Физические модели должны быть подобны натуре в смысле точного копирования изучаемых явлений. Моделирование может быть полным и частичным. Физические модели используются д-пя изучения внутренней структуры сложных физических процессов, для определения не только выходных, но и промежуточных параметров, для выбора и проверки критериев подобия, различных физических констант и в то же время для прогнозирования и объяснения различного рода явлений с достаточной степенью точности. Физическая модель должна не только отражать изучаемый процесс, но и быть менее сложной, чем сам натурный объект, в противном случае теряется смысл ее использования. Физическая модель отличается от друглх видов моделей прежде всего тем, что она сохраняет самые существенные, определяющие свойства натуры, представленные, как правило, в ином масштабе. [c.294]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...