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产品服务详情:浙江大学流体力实验仪器学发展到现在为什么还要进行风洞试验【二】?1. 为什么风洞能解决问题 风洞试验也分好几种,最简单的就是把造好的东西扔里面看看能不能用,能用就用。这种风洞试验当然能解决问题。 还有一种,是所谓“相似性”的方法。直接试验成本太高了,那么可以做一个较小的模型,在较小的风速下试验。如果试验参数和实际工作参数在物理上满足相似性,那么我们认为流动是相似的。这样做出的实验,其实可得到的是一种流动情况下的结果,对于所有“相似”的流动,我们认为它们都符合同一种规律。有很大一部分的风洞试验都是用了这种相似性原理。 因为有了相似性原理,风洞试验的结论可以在相似的条件下应用,所以不需要每次都重新试验。 另外,需要进行流动设计的工程一般都不缺钱,飞机、导弹、潜艇、赛车。风洞实验虽然成本高,但是人家有钱。 2. 为什么这么多年,理论和数值方法还是不能解决问题 首先先说,在自然科学里,数值方法再高端,也不能完全替代实验。这是科学方法和哲学上的问题 然后说在工程设计里,为什么理论方法和数值方法发展了这么多年,还是不够看。一是这个问题很难很难,几代人的发展都不够。二是计算流体力学其实发展历史并不是很长,不过三四十年的历史。三是这个领域(我指的是计算流体力学),还没有真正的大家出现。做实验工程上能用,问题又这么平凡(不像理论物理那样揭示世界的本质),所以这个领域没有吸引到最顶尖的那群人。3. 总结 由于流体运动中有湍流的现象,使得流动问题根本没有解析的理论解。而数值又因为湍流变化快、尺度小、影响大,导致计算量过大,目前的计算能力不能直接数值模拟。平均的数值方法速度依然很慢、准确程度也不够。而实验的方法尽管成本高,但是由于流动的相似性,使得实验有很大的科学和工程价值。因此,目前工程设计中仍大量使用试验方法。
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