1、1實驗流體力學期末復習第一章：相似理論和量綱分析第一章：相似理論和量綱分析①流體力學相似？包括幾方面內容？有什么意義？①流體力學相似？包括幾方面內容？有什么意義？流體力學相似是指原型和模型流動中，對應相同性質的物理量保持一定的比例關系，且對應矢量相互平行。內容包括：1.幾何相似幾何相似—物體幾何形狀相似，對應長度成比例；2.動力相似動力相似—對應點力多邊形相似，同一性質的力對應成比例并相互平行（加慣性力后，力多邊形封閉）；3.運動相似運

2、動相似—流場相似，對應流線相似，對應點速度、加速度成比例。②什么是相似參數？舉兩個例子并說明其物理意義②什么是相似參數？舉兩個例子并說明其物理意義必須掌握的相似參數：必須掌握的相似參數：MaMa，ReRe，StSt。知道在什么流動條件下必須要考慮這些相似參。知道在什么流動條件下必須要考慮這些相似參數。數。相似參數又稱相似準則，是表征流動相似的無量綱特征參數。1.兩物理過程或系統(tǒng)相似則所有對應的相似參數相等。例如：假定飛機縮比模型風洞試驗

3、可以真正模擬真實飛行，則原型和模型之間所有對應的相似參數都相等，其中包括CLCDCM：SVLCL221??SVDCD221??SbVMCM221??風洞試驗可以測得CLCDCM值，在此基礎上，將真實飛行條件帶入CLCDCM表達式，可以求得真實飛行的升力、阻力和力矩等氣動性能參數。2.所有對應的相似參數相等且單值條件相似則兩個物理過程或系統(tǒng)相似。例如：對于戰(zhàn)斗機超音速風洞試驗，Ma和Re是要求模擬的相似參數，但通常在常規(guī)風動中很難做到。由

4、于對于此問題，Ma影響更重要，一般的方案是保證Ma相等，對Re數影響進行修正。33.量綱分析法量綱分析法：π定理。如果描述一個物理過程或系統(tǒng)的關系式中含有n個物理量，而其中有k個物理量的量綱是相互獨立的，那么這個物理過程或系統(tǒng)可以表達成nk個相似參數（準則）組成的關系式，稱π關系式。⑤相似三定理的內容？在模擬試驗過程中各自有什么作用？⑤相似三定理的內容？在模擬試驗過程中各自有什么作用？第一第二見第二題，第三為π定理。π定理作用：1.一個

5、實驗結果可以推廣到其他同類相似流動問題。2.可以用來整理實驗數據，得到簡潔的關系表達式。3.可以用來指導實驗，可以顯著減少實驗參數和實驗次數，而不會影響到實驗結果。⑦π定理應用：⑦π定理應用：根據問題列出參數關系→根據問題列出參數關系→π關系式（相似參數）→π關系式（相似參數）→應用π定理計算應用π定理計算如風洞模型試驗模擬飛行器飛行：如風洞模型試驗模擬飛行器飛行：?已知飛行條件，求實驗條件已知飛行條件，求實驗條件?已知實驗測量結果，求

6、飛行條件對應參數已知實驗測量結果，求飛行條件對應參數步驟：一、正確寫出物理過程或系統(tǒng)的物理量關系式，關鍵：完全準確地找到全部n個相關物理量（自變量和因變量）。從3方面著手：?幾何參數：長度L，直徑D，面積S等；?介質參數：密度ρ，粘性μ，導熱系數λ等；?流動參數：速度V壓強p溫度T力F等。（包括因變量）二、選定一組量綱相互獨立的k個物理量（必要時應進行驗證），通常k=4或3，即n個物理量中所包含的基本量綱的總數。三、用選定的一組k個物理