相似方法

研究如何利用模型试验模拟真实现象并将模型试验的结果换算到实物上去的理论。它通过一些专门的概念和表达形式，阐明相似现象的性质，以及它们间的关系。借助于相似方法，就有可能将从个别现象得出的结论推广到同类的相似现象上去。它为现象模拟的正确性提供依据，用以指导实验工作，故相似方法是模型实验的理论基础。在同类物理现象中，个别现象间只是在各特征物理量比例上有区别时，这一群同类现象称相似现象。它们在数量上的标志是表征现象的诸物理量所构成的无量纲组合相等，这些组合称相似准则。通常，力学现象间的物理相似包含三部分内容：几何学相似，指空间几何形状相似，各线性尺度对应成比例；运动学相似，指运动状态和运动轨迹呈几何相似，如速度场、加速度场等各自对应成比例；动力学相似，指作用力场呈几何相似，对应的作用力方向一致，大小成比例。力学的物理相似可归结为由现象特征物理量所确定的矢量场（力、速度、加速度）和标量场（压强、密度、温度）呈几何相似。两个现象中，若所有的相似准则都相等，则称完全相似；如果只有部分相似准则相等，则称部分相似。在模型试验的实践中，常发现所要求的准则间有矛盾，实验中不可能做到全部相似准则都等同，这时只能放弃那些次要的相似准则相等的要求，而保证起主导作用的一些相似准则相等，从而使重演的现象在结果上没有严重的歪曲。在重演的现象和原型间仅保证部分相似所引进的误差，称尺度效应，因为它常是在模型尺度与原型不同的情况下引进的。但现时已习惯于把其它非相似所引进的误差归并且统称为尺度效应。