Каждое явление определяется системой размерных и безразмерных параметров. Например, обтекание тела заданной формы поступательным безграничным потоком невязкой несжимаемой жидкости с постоянной скоростью при отсутствии массовых сил обуславливается следующими параметрами: характерным размером тела, например длиной ; величиной скорости невозмущенного потока (вдали от тела); углами, устанавливающими положение тела в потоке; плотностью жидкости . Снятие тех или иных принятых в задаче ограничений приводит к дополнительным определяющим параметрам, например, если тело будет обтекаться потоком вязкой жидкости, то в систему определяющих параметров войдет динамический коэффициент вязкости . Очевидно, что в каждом конкретном случае имеется своя система определяющих параметров.
Эту систему можно установить, если задача сформулирована математически. В таком случае следует выявить все размерные и безразмерные величины, которые необходимо и достаточно задать, чтобы найти численные значения всех искомых величин по уравнениям задачи.
|
|
Допустим, что для того или иного явления существует система определяющих параметров, из которых может быть составлено то или иное количество безразмерных комбинаций. В разд. 2 отмечено, что два явления физически подобны, если любая безразмерная комбинация из размерных величин в обоих явлениях одинакова.
Следовательно, условия равенства в двух явлениях безразмерных параметров и безразмерных комбинаций, составленных из определяющих размерных параметров, являются необходимыми условиями подобия этих явлений и, таким образом, служат критерием подобия явлений. В связи с этим сами безразмерные комбинации, составленные из определяющих параметров, называются критериями подобия. Каждый критерий подобия характеризует конкретное свойство, существенное для исследуемого явления.
Рассмотрим некоторые из критериев подобия гидромеханических явлений.