第四章相似原理与量纲分析①第三章是理论研究方法，但除了极少数问题外，很难得到理论解析解，而必须借助于实验方法。②实验研究方法有实物实验、比拟实验和模型实验三大类。③实物实验是用仪器实测原型系统的流动参数，它对于较小的原型系统比较合适，对大型系统就很难；比拟实验有水电比拟和水气比拟，是利用电磁场来模拟流场和用液体来模拟气体，实施起来也有诸多限制；模型实验是最常用的实验方法，此法是在测试中用把原型按一定比例缩小后的模型，此外还可能要变更流体的性质和流动条件，等等。④模型实验研究的理论指导基础是相似原理。具体实践方法是通过量纲分析.⑤流动相似是几何相似的推广。§1流动相似原理几何相似——对应边成同一比例；对应角相等。当边上有粗糙度时还要求粗糙度相似。运动相似——①几何相似的两个流动系统中，对应点的速度大小成同一比例，方向相同。即流线是相似的。②几何相似未必运动相似。如同一模型的亚超音速流动。③速度相似，和几何相似，则加速度相似。动力相似——①几何相似和运动相似的两个流场中，对应点处的作用的性质相同的力，其大小成同一比例，方向相同。②力相似，则力矩和其它与力相关的物理量也相似。时间相似——流体流动所对应的时间间隔成比例。这是对非定常问题而言的，意思是相应的非定常时间尺度成比例。其他相似——热力相似；化学相似等。§2相似准则与量纲分析相似原理说明两个流动系统相似必须在几何相似、运动相似和动力相似三个方面都得到满足，二者才可以比拟。但是实际应用中，并不能用这些定义来验证流动是否相似，因为通常原型流动的详情是未知的。这就产生一个问题：有什么其它办法能保证两个流动系统相似呢？有，这就是相似准则。利用相似准则，不必详细判断流场各点的几何、运动和动力量是否相似，而直接可断言流动是否相似。1、量纲㈠量纲和无量纲数没有单位即没有量纲的量称为无量纲量。无量纲量有两种，一种是自然无量纲量，如e，另一种是由一定物理量组合起来的。㈡量纲和谐原理只有量纲相同的物理量才能相加减，所以正确的物理关系式中各相加减的项必须是量纲相同的，等式两边的量纲也是一样的。这就是量纲和谐原理。2、相似准则①两个相似的流动，其各物理量的相似比例尺之间相互制约。[举例-略]由于这些比例尺是两个流动对应物理量的比例，因此说明了两个相似的流动，其对应物理量之某些组合是相等的。并且可以呈现无量纲的组合。这种一个流动的物理量的无量纲组合...
