1風洞實驗中的相似性研究理論推導、實驗和計算(指計算流體力學)是現代流體力學研究的三種方法。風洞是進行流體力學實驗的主要設備?，F代流體力學越來越依賴于風洞實驗的結果，受限于流體力學的研究現狀，很多問題的研究已實驗為主，其中最本文主要討論了相似性理論與風洞實驗相關問題，指出了通過管道實驗直接討論地表粗糙度方式的欠嚴謹性，并且通過半無限長平面來簡單討論邊界層理論推導、實驗和計算(指計算流體力學)是流體力學研究的三種方法，風EulerLagrange面的理論在現代數學中已經非常完善，所以在Euler變數中我們能大量地利用場論方面2?2r2經降階了的一階偏微分方程組。顯然求解的過程能夠簡化很多。當然采用Lagrange法所得的結果比較多，比如說，質點的運動規(guī)律和歷史可以詳盡地表示，而示，而Euler法卻丟失了很多細節(jié)。但是要解決實際問題常常并無必要知道每一Navier首先提出了不可壓縮粘性流體的運動微分方程組。斯托克斯 牛頓流體的Navier甚至其定解問題還未有結論1。甚至，雖然湍流在觀測中顯現出非常強的混沌現3也就說，相似性原理為我們做等比例實驗提供了理論依據。例尺(一般為縮尺)制作的模型上進行。展，使用相似性方法處理流體力學主要有以下兩種方式：但是這種方法僅僅適用于那些已知描述該流動的基本方程及其全部定解條件的流動現象，4(v(L)?V*(V**)(v(L)?V*(V**)V*UTt**P*(gL)g**2V*流動的基本方程(組)；其次，必須清楚這個流動基本方程(組)的所描述的流UTlPg(P)這樣處理，N-S方程各項的重要性就由各項前面的無因次系數大小來確定。數:局部導數變位導數壓力慣性力慣性力粘性力慣性力 重力5Froude數為流體在流動過程中重力勢能與動能的比值。重力勢能和動能分別與重力和慣性力成正比——其適用范圍多用于水力學中有自由水面并且允許水面上下自由變動的各種流動(重力起主要作用的流動)，如堰壩溢流、孔口出Euler數為壓力相似準則——事實上，壓力場的相似并非兩個流動相似的原Fr)得到滿足，則該準則必定滿足。會小，也就是說此時流體主要為層流狀態(tài)；而對流項中正好包含非線性項(.u)——這一項是流體混沌的重要來源，促使流動狀態(tài)轉捩成為湍流，即：大，并由擴散作用輸送到其他區(qū)域。由圖2可以看出：Re小于臨界值(圖2虛線左邊)，流動對于任意波長(縱軸為擾動的波數乘邊界層厚度)的擾動都是穩(wěn)是各種波數的組合，所以Re大的情況下幾乎都會失穩(wěn)發(fā)展為湍流。6有一種強力的處理方式：量綱分析法。我們使用量綱分析法時只需仔細分析這些現象所包含的主要物理量，通過量綱分析和換算，將含有較多物理量的方程轉化12n12.iX)=0n7jiiiii師范考驗研究者對問題的分析能力。相似，不僅如此，初始條件和邊界條件也必須同時滿足，即：使所有相似準則8pmpmvvpppmppmvpmlgpmV2V2pmpmvpmvlpm模型中的流速為原型的1/3.16。顯然這與第一項的要求是矛盾的。解決問題的唯一方法就是使用兩種具有不同粘性的流體：假設我們能夠取VvVLC=p=pp=CC=vvVLVlmmmvv的1/31.6的流體，mpRe和Fr數不可能同時實現。以及T/T相等。如果問題只涉及力和速度等動力動力學參數，而與熱力學參w0數(溫度、熱通量等)無關，則只保證Re數相等。(1)由于受到模型尺寸、氣流動壓以及其他方面的限制，風洞實驗的雷諾數遠尺寸飛行時的雷諾數；(2)由于氣流溫度范圍及其變化條件的限制，風洞中還很難模擬高速飛行時的9 (3)風洞進風口本身就有產生湍流的效果，嚴重限制了風洞實驗模擬層流的能4風洞的相似性的實驗探究0面邊界層問題)相對照不足以支撐其論點(特征長度不同，不滿足幾何相似)因?x?y?y2**的比例因子取邊界層的某種厚度，如v/U那么，任何x坐標出的速度剖面可以用*u(yU)U=f|((4.3)908年，布拉修斯曾將零攻角半無限平面邊界層問題歸結為三階常微分方*式中的X和C為待定常數，可以由實驗測得，式(4.5)與參考文獻的[5]我們通過風洞試驗來研究流體力學的根本原因是風洞和實際流動有著相似的流