流动的相似理论

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本文基于时间权重思想,从流场中获得流动特征——有效体积率和扩散体积率,通过研究几个典型流动现象——单流体不可压、单液体可空化、单气体可压、水气两相船舶运动等的各比尺的流动分析,来判断流动的相似条件,建立起新的相似理论:(1)对于单流体不可压流动,流动完全相似是雷诺数相等,这时扩散场和流场完全一样即完全等效;(2)相同边界条件下,在低流速下为雷诺数相似准则,高流速下为欧拉数相似准则,中间流速部分可以为任意的平移等效(非完全等效),对大部分流动(如带自由表面的流动)则是弗汝德数相似;(3)相同边界条件下,流动因为缩尺,体积率响应曲线总会有卷席消失段(原型的)和延展段(模型的),它们构成了完整的缩尺效应;(4)缩尺效应原则上可以通过增加压力或者重力加速度来进行补偿,它将整合雷诺数和欧拉数,即完全等效是雷诺数相似,虽然实现难。本文并将为流动的相似理论和缩尺实验带来革命性的新思想。
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