лодіє необхідними фізичними властивостями, а в ході експерименту повинні виконуватися основні вимоги, пропоновані до моделюванню. У техніці фізичне моделювання використовується при проектуванні та спорудженні різних об'єктів для визначення на відповідних моделях тих або інших властивостей (характеристик) як об'єкта в цілому, так і окремих його частин. До фізичного моделювання вдаються НЕ тільки з економічних міркувань, але й тому, що натурні випробування дуже важко або взагалі неможливо здійснити, коли занадто великі (малі) розміри натурного об'єкта або значення інших його характеристик (тиску, температури, швидкості протікання процесу і т. п.).
У основі фізичного моделювання лежать теорія подібності і аналіз розмірностей. Необхідними умовами фізичного моделювання є геометричне подібність (подібність форми) і фізична подібність моделі і натури: у подібні моменти часу і в подібних точках простору значення змінних величин, які характеризують явища для натури, повинні бути пропорційні значенням тих же величин для моделі. Наявність такої пропорційності дозволяє проводити перерахунок експериментальних результатів, одержуваних для моделі, на натуру шляхом множення кожної з визначених величин на постійний для всіх величин даної розмірності множник - коефіцієнт подібності.
Оскільки фізичні величини зв'язані певними співвідношеннями, випливаючими із законів і рівнянь фізики, то, вибравши деякі з них за основні, можна коефіцієнти подібності для всіх інших похідних величин виразити через коефіцієнти подібності величин, прийнятих за основні. Наприклад, в механіці основними величинами вважають звичайно довжину l, час t і масу m. Тоді, оскільки швидкість v = l/t, коефіцієнт подібності швидкостей kv = vн/Vм (індекс В«нВ» у величин для натури, В«мВ» - Для моделі), можна виразити через коефіцієнти подібності довжин k l = l н /l м і часів k t = t н /t м у вигляді k v = k l /k t . Аналогічно, оскільки на підставі другого закону Ньютона сила F пов'язана з прискоренням w співвідношенням F = mw, то k F = k m * k w (Де, у свою чергу, k w = k v /k t ) і т. д. З наявності таких зв'язків випливає, що для даного фізичного явища деякі безрозмірні комбінації величин, які характеризують це явище, повинні мати для моделі і натури одне і те ж значення. Ці безрозмірні комбінації фізичних величин називаються критеріями подібності. Рівність всіх критеріїв подібності для моделі і натури є необхідною умовою фізичного моделювання. Однак домогтися цієї рівності можна не завжди, тому що не завжди вдається одночасно задовольнити всім критеріям подібності.
2. Моделювання як засіб експериментального дослідження
Моделювання завжди використовується разом з іншими загальнонауковими і спеціальними методами. Насамперед, моделюва...
