37.Основы теории физического моделирования гидравлических явлений. Общие указания.

Моделирование- это исследование физических явлений. В нашем случае исследование движения жидкости. Различают 2 вида моделирования: 1)физическое моделирование.

В этом случае на модели воспроизводится изучаемое явление с сохранением его физич св-в. Например, в натуре мы имеем гидротехническое сооружение, под которым фильтруется вода. На модели создаем в определенном масштабе такое же сооружение с такой же фильтрацией под ней

2)математическое моделирование

В этом случае исследование натурных состояний или процессов выполняется путем изучения дпвлений, имеющих иное физич содержание, однако описываемое теми же математическими зависимостями

Кроме 2-ух видов моделирования различают 2 категории моделей: 1)так называемые воображаемые (мысленные) модели. К ним относят: а) модель идеальной жидкости; б) модель Рейнольдса-Буссинеско, где турбулентный поток можно заменить осредненными скоростями U и осредненным давлением. Эти модели являются не полными. Они не полностью отражают действительность, поэтому их называют идеальными телами или идеальными процессами. Исследуя эти модели, мы получаем результаты, приближенные к действительности. Поэтому в некоторых случаях приходится вводить поправочные коэфф-ты, полученные в рез-те опытов. 2) так называемые, материальные (вещественные) модели, представляющие собой воспроизведенные в определенном масштабе при помощи разл материальных средств, соответствующих конструкции или тем или иным процессам

При создании моделей возникает ряд вопросов: какие значения v и Q следует задавать для модели, ведь она значительно меньше. Всеми этими вопросами занимается так называемая теория материального физического моделирования. Основой этого моделирования является теория подобия.

38. Критерии динамического подобия.

В общем случае на движущуюся жидкость действуют след силы: 1) объемная внешняя сила тяжести G; 2) поверхностные (внешние и внутренние) силы трения F; 3) поверхностные (внешние и внутренние) силы гидродинамического давления P. Геометрическая сумма указанных сил согласно началу Доломбера может быть представлена в виде: G+P+F+I=0, где I- сила инерции. I=-M*w, где M – масса выделенного объема жидкости, w – ускорение этого объема.

При заданных граничных условиях можно считать, что в данной точке жидкости сила давления P целиком определяется силами G,F,I

При параллельно-струйном движении I=0

При напорном движении G=0 по сравнению с P

При турбулентном движении силами трения F можно принебречь.

Проведя такой анализ, можнос казать, что в уравнении имеем: I_м/G_м=I_н/G_н

Когда на жидкость действует только сила тяжести, динамическое подобие будет иметь место, если: 1) сущ-ет кинематическое и геометрическое подобие, и если число Фруда, вычисленное для любой точки модели, оказывается равным числу Фруда, вычеслинным для сходственной точки натуры. (F_r)_м=(F_r)_н, где F_r=U²/(gl), где U-скорость в данной точке, l- какой-либо линейный размер

2) если на жидкость действуют только силы трения (вязкость), то в этом случае динамическое подобие будет иметь место, если существует кинематич и геометрич подобия и если число Рейнольдса, вычисленное для любой точки модели, оказывается равным Re, вычисленному для сходственной точки натуры. Re_м=Re_н, Re=(U*l)/ν, где U- скорость в сходственной точке, l- линейный размер, ν- коэфф-т кинематической вязкости жидкости