Введение в математическое моделирование процессов аэрогидромеханики. Ч.II. Загузов И.С. - 73 стр.

UptoLike

Составители: 

73
ляется сложной задачей. При решении этой задачи следует все изучаемые
процессы разделять на две существенно отличные группы. К первой надо
отнести процессы и явления, которые можно описать уравнениями. Ко
второй, представляющей наибольший интерес, относятся процессы и явле-
ния, еще не имеющие математического описания.
В случаях, когда уравнения исследуемых процессов неизвестны,
единственной теорий, позволяющей найти числа подобия, является теория
размерностей. При наличии дифференциальных уравнений исследуемых
процессов числа подобия легко определяются как коэффициенты уравне-
ний, представленных в безразмерном виде. Заметим, что степень сложно-
сти уравнений при этом не имеет никакого значения, так как для нахожде-
ния чисел подобия процесса, описываемого данным уравнением, его реше-
ния не требуется. Естественно, что получение чисел подобия при наличии
уравнений значительно проще, чем при отсутствии их. Поэтому теорию
размерностей следует применять при получении чисел подобия лишь для
процессов, не имеющих математического описания.
Изучение любого процесса сводится к тому, что по заданным величи-
нам находятся неизвестные численные характеристики, определяющие
этот процесс. Числа подобия, полученные из величин, заданных для данно-
го процесса, обычно называют критериями подобия.
3.1. Подобие аэрогидромеханических процессов
В аэрогидромеханике теория подобия потоков имеет особо важное
значение, так как она устанавливает законы перенесения эксперименталь-
ных данных, полученных на модели при имитации условий движения, на
натурный объект (самолет, ракету, топливные магистрали и т.д.).
Процесс изучения объекта (или физического явления) при помощи
математической или физической модели называется моделированием. От-
сюда различают два вида моделирования: физическое и математическое.
Если физика явлений в исследуемом объекте и его модели одинакова, то
такое моделирование называется физическим. Основное достоинство фи-
зического моделирования состоит в том, что оно позволяет непосредствен-
но наблюдать характер протекания физического процесса на модели.
В мировой практике самолетостроения при оптимизации параметров и
доводке вновь разрабатываемого самолета на современном уровне науки и
техники согласно опубликованным данным изготавливается значительное
число моделей, превышающее 40-50 шт., а суммарное время испытаний
различных моделей одного и того же самолета доходит до 17000 ч. в спе-
циальной аэродинамической трубе, воспроизводящей условия полета. Так,
при создании сверхзвукового самолета «Конкорд» в Англии и Франции
были проведены испытания моделей, изготовленных в разных масштабах