第十三章 相似原理及量纲分析 实际工程中,有时流动现象极为复杂,即使经过简化,也难以通过解析的方法求解。在这种情况下,就必须通过实验的方法来解决。 而工程原型有时尺寸巨大,在工程原型上进行实验,会耗费大量的人力与物力,有时则完全是不可能的(例如:水坝,水工建筑物中抗特大洪水的试验)。所以,通常利用缩小的模型进行实验。当然,如果原型尺寸很小,也可利用放大的模型进行实验。而进行模型实验,首先必须解决两类问题。 (1) 如何正确地设计和布置模型实验,例如,模型形状与尺寸的确定,介质的选取。 (2) 如何整理模型实验所得的结果,例如,实验数据的整理,以及如何将实验的结果推广到与实验相似的流动现象上。 相似原理就是解决上述问题的基础。本节的内容也适用于叶轮机械的模型研究、热力设备的模型研究以及工程传热学等有关学科。13-1 相似的概念 相似的概念最早出现在几何学中,如两个相似三角形,应具有对应夹角相等,对应边互成比例,那么,这两个三角形便是几何相似的。 在流体力学的研究中,所谓相似,主要是指流动的力学相似