模化的目的和條件

綜上所述，許多物理現(xiàn)象普遍存在著相似性，工程上就是利用這個(gè)特性，用模型來(lái)模擬物理現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)與“原型”相似的過(guò)程。這樣做的意義是重大的，它能夠解決以下問(wèn)題：

(1)當(dāng)需要研究的工程對(duì)象很難直接進(jìn)行研究或根本不能進(jìn)行直接研究時(shí)，則可用模型研究來(lái)獲得相似于該工程對(duì)象的現(xiàn)象。褐煤粉碎機(jī)和煤粉破碎機(jī)均用于煤粉加工的，前者的粉末較大，后者的粉磨較校例如，燃燒設(shè)備一般比較復(fù)雜和龐大，在原型上研究燃燒過(guò)程，要耗費(fèi)大量的人力和物力，有時(shí)甚至是難以實(shí)現(xiàn)的。如果采用模型研究方法，試驗(yàn)規(guī)模較小，工作比較方便，研究起來(lái)比較深入和細(xì)致，測(cè)量也比較準(zhǔn)確，因此它是一種比較有效的、應(yīng)用廣泛的研究方法。

(2)當(dāng)需要研究新設(shè)計(jì)的工程對(duì)象時(shí)，或?qū)系娜紵O(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，存在幾種技術(shù)方案時(shí)，首先在模型上進(jìn)行模化試驗(yàn)，可以獲得與新設(shè)計(jì)的工程對(duì)象(尚未存在的實(shí)物對(duì)象)相似的現(xiàn)象，然后進(jìn)行方案比較，篩選出技術(shù)指標(biāo)比較先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理的技術(shù)。下述基本條件：

(1)物理?xiàng)l件：模型的現(xiàn)象和原型的現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)屬于同一類，即可以用同一個(gè)基本微分方程組所描述。例如，用可壓縮流體(特別是蒸汽或壓縮空氣)來(lái)模擬不可壓縮流體的現(xiàn)象是不正確的。

(2)空間條件：也稱幾何條件，指發(fā)生現(xiàn)象的空間的幾何形狀和大小需要相似。

(3)時(shí)間條件：指所發(fā)生的現(xiàn)象在時(shí)間上是相似的，對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔成比例，或者是定常過(guò)程，或者是非定常過(guò)程。

(4)邊界條件：指同周圍介質(zhì)相互作用的條件是相似的。例如，射流和射流之間相互作用或相互交接的邊界;射流和固體壁之間作用的邊界需要保持相似。

(5)相似準(zhǔn)則：在模型和原型的對(duì)應(yīng)斷面上，已定相似準(zhǔn)則在數(shù)值上需要相等，只有成自動(dòng)模擬的那些準(zhǔn)則才可以不遵守這個(gè)條件。條件(1)～(4)是物理模擬需要遵守的具體條件，它能夠把某一個(gè)個(gè)別現(xiàn)象從該類物理現(xiàn)象中區(qū)分開(kāi)來(lái)，也就是說(shuō)，對(duì)于所研究的具體情況，這是求解基本方程組的單值解的必要條件，即所謂單值條件。

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