机械工程概念和原理

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区分模型和原型

我们讨论的是流线和等势线维的同质性白金汉π定理在流体力学方面,在我们最近的文章中。

现在我们将在这篇文章的帮助下继续理解模型和原型之间的基本区别。

模型、原型和尺寸分析

为了确保任何水工结构(如水坝)或任何水工机械(如水轮机)的性能信息,在进行实际结构或机械的建造和制造之前,根据实际的结构或机器制作模型,并对模型进行实验,以确保预期的结果。

如果在实际结构或机器的模型上进行的实验没有达到预期的结果,将进行相应的修改以确保预期的结果。

让我们以飞机为例。如果我们想设计和制造一架飞机,首先我们必须有关于飞机的基本信息,如阻力等。

将在飞机上进行各种试验,以确保所有预期结果。如果我们想在实际的飞机上进行实验,这将是不可行的,因为这将非常昂贵,也不安全。

那么我们要做什么呢?

我们将准备一个实际飞机的模型。实际飞机的模型尺寸将更小。我们将在实际飞机的这个模型上进行实验,并对实验结果进行分析。

如果实验结果不符合要求,我们将对实际飞机模型的设计和其他参数进行一些修改。

一旦我们从实验中获得了预期的结果,我们将把这个模型送到生产单元,并在准备好的实际飞机模型的基础上开始实际飞机的建造和制造。

因此,我们可以将模型定义为实际结构或机器的小型复制品。实际的结构或机器将被称为原型。

我们考虑了上述飞机设计和制造的情况。我们已经在上面讨论过,与实际飞机相比,实际飞机的模型尺寸更小。但是,与实际结构或机器相比,并不总是需要模型尺寸更小。

在某些情况下,机器的模型可能比实际机器的尺寸更大。

让我们以手表的设计和制造为例。我们都知道,手表制造过程中使用的零件尺寸很小,很难进行实验和分析结果来预测手表的性能。

所以在这种情况下,会准备比手表实际尺寸更大的模型。在准备好正确的型号后,有关手表会以该型号为基础开始制造。

因此,与实际机器相比,模型可以是更小的尺寸或更大的尺寸。
我们可以将模型分析定义为对实际机器模型的研究。

多维度和模型分析的优势

让我们在这里看看维度和模型分析的一些优点

借助量纲和模型分析,我们可以在制造实际机器或结构之前轻松获得有关实际机器或结构性能的信息。

通过量纲分析和模型分析,我们还可以考虑实际机械或结构的替代设计,从而选择最经济和安全的设计。

通过量纲分析和模型分析,我们将确定无量纲参数下影响流动问题的变量之间的关系,这一关系将有助于在模型上进行实验。

我们将看到流体力学领域中另一个重要的主题。相似与相似在我们下一篇文章的帮助下。

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参考:

流体力学,作者:R.K.Bansal
图片提供:谷歌

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