7.4. Фізична подібність в моделюванні.

Поставлена задача може бути реалізована двома шляхами: 1) натуральним моделюванням, коли в об’єкт, який підлягає дослідженню, не вносять змін, не створюють спеціальних установок; при моделюванні, яке здійснюється шляхом обробки відомостей про явища або окремі процеси, які проходять в контурі, 2) на спеціальних моделях та стендах.

Фізична модель - це мініатюрна копія фізично реальної системи. Для кожної моделі завжди чітко формулюється коло завдань, яке повинно бути вирішене за допомогою цієї моделі. Це виявляє ті частини системи, які повинні бути відтворені на моделі з найбільшою новизною та точністю, яку вимагає теорія подібності, та практичною необхідністю.

Можливими є також випадки, коли модель спеціально не створюється, а на її місці використовується найбільш підходяща установка, яка забезпечує при експерименті отримання процесів, близьких до оригінальних. Перед проведенням експерименту необхідно попередньо перевірити роботу обнулення моделі на окремих її частинах. І лише після того, як отримана повна впевненість, що всі елементи моделі окремо подібні відповідним елементам оригінала, можна збирати модель в цілому, зберігаючи граничні умови при з’єднанні їх окремих елементів. Підготовлена таким чином модель дає можливість провести експерименти, отримати достовірні дані та опрацювати їх в критеріальних залежностях.

7.5. Аналітична подібність в моделюванні

Якщо явища в двох порівнювальних системах мають різну фізичну природу, але деякі, найбільш цікаві, для даного дослідження процеси, що відбуваються в двох системах, описуються формально однаковими диференціальними рівняннями, то можна сказати, що одна система є прямим аналогом-моделлю іншої. Застосування прямих моделей-аналогів обмежене, оскільки, не для всіх задач можна виставити аналогію та підібрати модель. В цьому відношенні структурні моделі, які поелементно моделюються окремими математичними операціями, більш універсальні та забезпечують більшу точність. Прикладом таких моделей є розрахункові моделі постійного струму, які використовують постійний струм як аналог змінного струму.

Розрахунок перехідного процесу складної системи викликає значні труднощі та вимагає для свого виконання багато часу. Бажання спростити цю роботу привело, з одної сторони, до створення спеціальних аналогових моделей, а з іншої – до широкого використання для дослідження типових процесів структурних аналогових моделей. При такому моделюванні масштаби, які забезпечують подібність, є розмірними величинами, що пов’язують параметри системи з машинними змінними. Число цих змінних може перевищувати число рівнянь, що моделюють процес, оскільки між ними можуть існувати додаткові зв’язки, які в явному вигляді відсутні.

Забезпечення аналогічності процесу в моделі процесу в оригіналі вимагає встановити диференційне рівняння, яке описує процес, скласти принципову схему для вирішення задачі на моделі, для кожного блока виявити умови подібності та скласти робочу схему з’єднання компонентів, потім вибрати робочу схему на комутаційному полі, задати початкові умови, здійснити пуск програми і зареєструвати отримані рішення за допомогою індикатора, осцилографа, монітора тощо.