Подобия теория это:

Подобия теория
        учение об условиях подобия физических явлений. П. т. опирается на учение о размерностях физических величин (см. Размерностей анализ) и служит основой моделирования физического (См. Моделирование физическое). Предметом П. т. является установление подобия критериев (См. Подобия критерии) различных физических явлений и изучение с помощью этих критериев свойств самих явлений.
         Физические явления, процессы или системы подобны, если в сходственные моменты времени в сходственных точках пространства значения переменных величин, характеризующих состояние одной системы, пропорциональны соответствующим величинам другой системы. Коэффициенты пропорциональности для каждой из величин называется коэффициентом подобия.
         Физическое подобие является обобщением элементарного и наглядного понятия геометрического подобия (См. Подобие). При геометрическом подобии существует пропорциональность (подобие) сходственных геометрических элементов подобных фигур или тел. При физическом подобии поля соответствующих физических параметров двух систем подобны в пространстве и времени. Например, при кинематическом подобии существует подобие полей скорости для двух рассматриваемых движений; при динамическом подобии реализуется подобие систем действующих сил или силовых полей различной физической природы (силы тяжести, силы давления, силы вязкости и т.п.); механическое подобие (например, подобие двух потоков жидкости или газа, подобие двух упругих систем и т.п.) предполагает наличие геометрического, кинематического и динамического подобий; при подобии тепловых процессов подобны соответствующие поля температур и тепловых потоков; при электродинамическом подобии — поля токов, нагрузок, мощностей, поля электромагнитных сил. Все перечисленные виды подобия — частные случаи физического подобия.
         С развитием исследований сложных физических и физико-химических процессов, включающих механические, тепловые и химические явления, развиваются и методы П. т. для этих процессов, например, устанавливаются условия подобия процессов трения и износа деталей машин, кинетики физико-химических превращений и др. явлений. Пропорциональность для подобных явлений всех характеризующих их параметров приводит к тому, что все безразмерные комбинации, которые можно составить из этих параметров, имеют для подобных явлений одинаковые численные значения. Безразмерные комбинации, составленные из определяющих параметров рассматриваемых явлений, называются критериями подобия. Любая комбинация из критериев подобия также представляет собой критерий подобия рассматриваемых физических явлений.
         Если в рассматриваемых физических явлениях или системах существует равенство не всех, а лишь некоторых независимых критериев подобия, то говорят о неполном, или частичном, подобии. Такой случай наиболее часто встречается на практике. При этом существенно, чтобы влияние на протекание рассматриваемых физических процессов критериев, равенство которых не соблюдается, было незначительным или малосущественным.
         Размерные физические параметры, входящие в критерии подобия, могут принимать для подобных систем сильно различающиеся значения; одинаковыми должны быть лишь безразмерные критерии подобия. Это свойство подобных систем и составляет основу моделирования.
         С. Л. Вишневецкий.
        
         Ниже более строго излагаются логические основы П. т. Предположим, что для описания изучаемых явлений употребляются r основных независимых единиц измерения A1, А2,..., Ar (например, в абсолютных системах единиц основными являются единицы длины L, массы М и времени T). Производные единицы измерения имеют вид: p1, p2,..., pr. Каждая величина Х размерности [Х] = [Q] представляется в виде: X = xQ, где х — числовое выражение величины Х при выбранной системе основных величин A1, А2,..., Ar.
         Пусть изучается класс явлений S, каждое из которых определяется заданием определённых значений системы величин {Yα}. Два таких явления S (1) и S (2) называются подобными, если значения величин Yα(2), характеризующие явление S (2) получаются из значений соответствующих величин Yα(1), характеризующих явление S (1) по формулам:
        
        где коэффициент подобия k1, k2,..., kr постоянны, а показатели p1, p2,..., pr определяются размерностью.
        
        величин Yα.
         Предположим, что из системы величин {Yα} выделена некоторая часть, образующая систему {Хβ} определяющих параметров, так что числовое значение yz любой величины Yα является функцией Yα = fα{xβ} числовых значений xβ величин Xβ и вид функциональных зависимостей fα остаётся одним и тем же при любом выборе основных единиц измерения A1, A2,..., Ar. В этом предположении основной принцип П. т. может быть сформулирован следующим образом. Для подобия явлений S (1) и S (2) необходимо и достаточно, чтобы значения любой безразмерной комбинации
        
        определяющих параметров в явлениях S (1) и S (2) были равны: k (1) = k (2).
         Каждое безразмерное выражение k вида (1) называется критерием подобия. Очевидно, что при таком определении критериев подобия в их число попадают все безразмерные определяющие параметры и все отношения вида:
         , (2)
        где
         Необходимость для подобия равенств k (1) = k (2) в применении к безразмерным параметрам и отношениям вида (2) очевидна непосредственно. Их можно называть тривиальными. Сами отношения k вида (2) при перечислении критериев подобия часто опускают. Если тривиальные условия k (1) = k (2) считаются заведомо выполненными, то среди нетривиальных условий подобия k (1) = k (2) имеется только s = n — r' независимых, где n — число различных размерностей величин системы {Хβ}, а r' — число независимых размерностей среди этих n размерностей. Т. к. всегда r' r, то s < n — r.
         Например, геометрическая картина стационарного обтекания прямоугольной пластинки, помещенной в однородный неограниченный поток вязкой несжимаемой жидкости со скоростью на бесконечности, параллельной продольной стороне пластинки, определяется: 1) длиной пластинки l, 2) её шириной b, 3) скоростью потока на бесконечности υ, 4) кинематический коэффициент вязкости ν. Т. к. [b] = [l], [ν] = [υl], то среди трёх размерностей определяющих параметров имеются лишь две независимые, т. е. r' = 2 и s = n — r' = 3 — 2 = 1. В соответствии с этим имеется один нетривиальный критерий подобия — число Рейнольдса Re = υl/ν. Кроме того, имеется один тривиальный критерий подобия b/l. Если исследуемые явления изучаются при помощи дифференциальных уравнений, то определяющие параметры появляются: 1) в виде величин, входящих в начальные и граничные условия, 2) в виде коэффициентов, входящих в дифференциальные уравнения. После приведения уравнений к безразмерному виду в них остаются лишь безразмерные коэффициенты, которые и являются критериями подобия.
         Например, уравнения стационарного движения несжимаемой вязкой жидкости
         i = 1, 2, 3
        (р — давление жидкости, υi компоненты скорости, xi декартовы координаты) приводятся к безразмерному виду преобразованием
         xi = ξil, υi = ηiυ, p = ξρυ2
         В новых переменных ξi, ηi, ξ уравнения имеют вид:
        
         i = 1, 2, 3.
         А. Н. Колмогоров.
        
         Практические применения П. т. весьма обширны. Она даёт возможность предварительного качественно-теоретического анализа и выбора системы определяющих безразмерных параметров сложных физических явлений. П. т. является основой для правильной постановки и обработки результатов экспериментов, В сочетании с дополнительными соображениями, полученными из эксперимента или из уравнений, описывающих физическое явление, П. т. приводит к новым существенным результатам.
         Лит.: Седов Л. И., Методы подобия и размерности в механике, 7 изд., М., 1972; Эйгенсон Л. С., Моделирование. М., 1952; Веников В. А., Теория подобия и моделирование применительно к задачам электроэнергетики, М., 1966; Кирпичев М. В.. Теория подобия, М'.. 1953; Дьяконов Г. К., Вопросы теории подобия в области физико-химических процессов, М. — Л., 1956.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Подобия теория" в других словарях:

  • ПОДОБИЯ ТЕОРИЯ — учение об условиях подобия физ. явлений. Опирается на учение о размерности физ. величин (см. РАЗМЕРНОСТЕЙ АНАЛИЗ) и служит основой моделирования. Предметом П. т. явл. установление критериев подобия разл. физ. явлений и изучение с помощью этих… …   Физическая энциклопедия

  • ПОДОБИЯ ТЕОРИЯ — учение об условиях подобия физических явлений. Подобия теория опирается на учение о размерностях физических величин и служит основой физического моделирования …   Большой Энциклопедический словарь

  • подобия теория — учение об условиях подобия физических явлений. Подобия теория опирается на учение о размерностях физических величин и служит основой физического моделирования. * * * ПОДОБИЯ ТЕОРИЯ ПОДОБИЯ ТЕОРИЯ, учение об условиях подобия физических явлений.… …   Энциклопедический словарь

  • ПОДОБИЯ ТЕОРИЯ — теория, изучающая условия подобия физ. явлений. Два явления наз. подобными. если все количеств. хар ки еi одного из них получаются из соответствующих количеств. хар к другого путём умножения их на пост. числа а (константы подобия), одинаковые для …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Подобия теория — теория об условиях подобия физических явлений, кладущая в свое основание учение о размерностях физических величин, и используемая для физического моделирования …   Начала современного естествознания

  • ПОДОБИЯ ТЕОРИЯ — учение об условиях подобия разл. объектов (физ. явлений, процессов, аппаратов, систем), отличающихся масштабами, геометрией или физ. природой. Осн. задачи П. т.: установление критериев подобия разных объектов, изучение их CB B с помощью этих… …   Химическая энциклопедия

  • ПОДОБИЯ ТЕОРИЯ — учение об исследовании физич . явлений, основанное на понятии о физич. подобии. Два физич. явления подобны, если но численным значениям характеристик одного явления можно получить численные значения характеристик другого явления простым… …   Математическая энциклопедия

  • ПОДОБИЯ ТЕОРИЯ — учение об условиях подобия физ. явлений. П. т. опирается на учение о размерностях физ. величин и служит основой физ. моделирования …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • теория подобия — Теория, дающая возможность установить наличие подобия или позволяющая разработать способы получения его. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 88. Основы теории подобия и моделирования. Академия наук СССР. Комитет научно технической… …   Справочник технического переводчика

  • ПОДОБИЯ — КРИТЕРИИ безразмерныечисла, составленные из размерных физ. величин, определяющих рассматриваемоефиз. явление. Любая физ. величина представляет собой произведение численногозначения (чистого числа) на единицу измерения и, т. о., всегда зависитот… …   Физическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «Подобия теория» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»