De gelijkeniswet in vloeistofmechanica, ook bekend als het principe van similitude , stelt dat twee stromen vergelijkbaar zijn als ze dezelfde dimensieloze parameters hebben. Deze parameters zijn verhoudingen van fysieke hoeveelheden die de stroom beschrijven, zoals:

* Reynolds -nummer (Re): Een dimensieloze hoeveelheid die de verhouding van traagheidskrachten tot viskeuze krachten vertegenwoordigt. Het is cruciaal om te bepalen of stroom laminair (glad) of turbulent (chaotisch) is.

* Froude -nummer (FR): Een dimensieloze hoeveelheid die de verhouding van traagheidskrachten tot zwaartekrachten weergeeft. Het is belangrijk voor het analyseren van flow met een vrij oppervlak, zoals golven en open kanalen.

* mach nummer (MA): Een dimensieloze hoeveelheid die de verhouding van de stroomsnelheid tot de snelheid van het geluid weergeeft. Het is van cruciaal belang bij het analyseren van samendrukbare stromen, waarbij veranderingen in dichtheid aanzienlijk zijn.

* Weber -nummer (wij): Een dimensieloze hoeveelheid die de verhouding van traagheidskrachten tot oppervlaktespanningskrachten weergeeft. Het is belangrijk voor het bestuderen van stromen met interfaces, zoals bubbels en druppels.

Betekenis van de overeenkomstwet:

* Schalen en extrapolatie: Gelijkbaarheidswetten stellen ons in staat om experimenten op kleine modellen op te schalen om het gedrag van grotere prototypes te voorspellen. Dit is essentieel voor het testen van vliegtuigen, schepen en andere complexe structuren.

* Ontwerp en optimalisatie: Door de invloed van verschillende dimensieloze parameters te begrijpen, kunnen ingenieurs ontwerpen optimaliseren om de gewenste stroomkenmerken te bereiken.

* Vereenvoudigingsanalyse: De wetten voor gelijkenis verminderen de complexiteit van het analyseren van vloeistofstroomproblemen door zich te concentreren op de essentiële dimensieloze parameters die het stromingsgedrag regelen.

Voorbeeld:

Stel je voor dat je een miniatuurvliegtuigmodel ontwerpt om zijn aerodynamische prestaties in een windtunnel te testen. Om zinvolle resultaten te verkrijgen, moet het model hetzelfde Reynolds-nummer hebben als het volledige vliegtuig. Dit betekent dat de luchtsnelheid en de grootte van het model moeten worden aangepast om in beide gevallen dezelfde verhouding tot viskeuze krachten te garanderen.

Samenvattend is de gelijkeniswet een krachtig hulpmiddel in vloeistofmechanica waarmee we verschillende stromingssituaties, schaalexperimenten kunnen relateren en ontwerpen kunnen optimaliseren op basis van de fundamentele dimensieloze parameters die de stroom regelen.