Проведение исследования

ЛЕКЦИЯ 4.

Размерный анализ любой задачи, проведенный перед ее аналитическим или экспериментальным исследованием, не только уменьшает число входящих независимых членов, но и позволяет систематизировать группировку размерных переменных наиболее удобным образом для дальнейшего изучения. Последнее является неоценимым преимуществом, т.к. при экспериментальном изучении процесса исследователи имеют дело с размерными величинами.

Если в задаче получается одни π – член, единственная аналитическая или экспериментальная оценка каждой размерной переменной будет представлять идеальный минимум, необходимый для вычисления ее числового значения. При экспериментальной оценке нужно повторять измерения достаточное количество раз. Чтобы удостовериться в точности измерений.

Для обоснованности предположения, что толок выбранные переменные контролируют данное явление (пример, число Re_кр- переход от турбулентного к ламинарному течению)каждая из независимых величин должна быть поставлена в условие, превышающее определенный уровень.

Если в задаче два π – члена, то процедура повторяется столько раз, сколько нужно нам точек для построения кривой. Если переменные выбраны правильно, то эта кривая будет единственной (как в случае ), то безразлично. Какие размерные переменные будут изменяться, так как каждая охватывает достаточную область изменения π – члена. Когда путем анализа получены все три π – члена, систематизация исследование приобретает большое значение, т.к. для получения последовательных кривых для получения трехмерной поверхности требуется очень много времени. Здесь желательно определить форму такого семейства кривых путем изучения воздействия одного π – члена на другой, т.к. третий представлен рядом постоянных величин. Это требует расстановки размерных переменных в несколько групп таким образом. Чтобы было удобно осуществлять независимый экспериментальный контроль за двумя из них. Примерами могут служить опыты в шероховатых трубах: , где η – характеристика шероховатости стенок трубы(безразмерная).

При большом числе переменных, задача настолько усложняется, что требуется уже участие в эксперименте нескольких коллективов исследователей.

Анализ результатов

Если размерному анализу, предшествующему экспериментальным исследованиям, уделить должное внимание, то проведение самих экспериментов потребует значительно меньших усилий и, кроме того, результаты будут распределены так, что графически можно будет определить специфическую форму функции, описывающей изучаемый процесс. Эта функция будет содержать необходимые сведения для ее аналитического исследования и не будет необходимости делать дополнительные эксперименты:

если не имеется руководящей аналитической основы, то обработка опытного материала заключается в нанесении на график экспериментальных данных. При некоторых условиях, общность результатов, нанесенных на график в безразмерной форме, будет подсказывать, по крайней мере, приблизительно аналитический подход к решению проблемы. Результаты эксперимента служат как руководство для дальнейшего анализа, так и для окончательной проверки этого анализа.

Дата добавления: 2015-05-26