Материал: 1925

Например, обозначив индексом Н параметр натуры ПН, индексом М – параметр модели ПМ, масштаб (критерий) подобия можно записать

как k = ПМ .

ПН

Отмечая важность использования теории размерностей при постановке и анализе научного эксперимента, не следует преувеличивать ее универсальность и область применения. Некоторые задачи, особенно имеющие скрытую природу нефизического характера или многофакторные задачи, теоретически не описываются приемами теории размерностей. Поэтому применение теории размерностей должно иметь свою меру и не должно быть самоцелью исследования. В противном случае этот эффективный метод может

ном исследовании представляют экспериментальные результаты в виде физических параметров и зависимостей их влияния на

эксперимента, уменьшении его объема и компактности представления результатов исследованияб.

исследуемый объект. Все остальное, в том числе размерности и подобия, играет вспомогательнуюА роль в планировании

При всем этом метод теории размерности в ряде случаев является наиболее доступнымидля построения физической модели по

сравнению с друг ми теоретическими методами, содержащими непреодолимыеСматемат ческ е трудности, или экспериментальными методами, требующ ми сложных, объемных и дорогих экспериментов. В этом случае составленная физическая модель исследуемого явления может дать приемлемое решение задачи с заданной точностью в обход невозможности, например проведения натурного эксперимента. В этом случае метод размерности работает четко и достоверно.

Последовательность анализа задач физического моделирования

спозиций теории размерностей и подобия:

1)анализ и постановка задачи;

2)выделение фундаментальных параметров, определяющих исследуемое явление;

3)составление общей функциональной зависимости, связывающей производную величину с определяющими величинами (параметрами);

121

4)преобразование уравнений к безразмерному виду и выделение критериев подобия;

5)характеристика условий подобия и определяющих критериев;

6)проведение экспериментов с моделью и пересчет полученных данных на натуру.

Контрольные вопросы и задания

1. В чем заключается физическое моделирование?

122

6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

6.1. Общие сведения об экспериментальных исследованиях

Эксперимент является важнейшей составной частью научных исследований, в основе которого находится научно поставленный опыт с точно учитываемыми и управляемыми условиями. Термин «эксперимент» обычно используется в значении, общем для целого ряда сопряженных понятий: целенаправленное наблюдение, воспроизведение объекта познания, опыт, организация особых условий его существования, проверка предсказания. В это понятие вкладывается научная постановка опытов и наблюдение исследуемого явления в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за ходом его развития и воссоздавать его каждыйИраз при повторении этих условий. Эксперимент отличается от наблюдения активным

взаимодействием с изучаемым объектомД. Само по себе понятие

«эксперимент» означает действие, направленное на создание условий в целях воспроизведения того или иного явления и по возможности наиболее чистого, т.е. не осложняемого другими явлениями [36].

Основная цель эксперимента – выявление свойств

исследуемых объектов, проверка справедливости гипотез и на этой

поисковые, решающие, контролирующие); - структуре изучаемых объектов и явлений (простые, сложные);

- организации проведения (лабораторные, натурные, полевые, производственные и т.п.);

- характеру внешних воздействий на объект исследования (вещественные, энергетические, информационные);

- характеру взаимодействия средства экспериментального исследования с объектом исследования (обычный и модельный);

123