የተመሳሳይነት ሙከራ፡ ፍቺ እና ምሳሌዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 17:40

የግሪክ መነሻ ቃል "መስፈርት" ማለት የአንድ ነገር ወይም ክስተት ግምገማ ምስረታ መሰረት የሆነ ምልክት ማለት ነው። ባለፉት ዓመታት በሳይንሳዊ ማህበረሰብ እና በትምህርት፣ በአስተዳደር፣ በኢኮኖሚክስ፣ በአገልግሎት ዘርፍ እና በሶሺዮሎጂ በስፋት ጥቅም ላይ ውሏል። የሳይንሳዊ መመዘኛዎች (እነዚህ የተወሰኑ ሁኔታዎች እና መሟላት ያለባቸው መስፈርቶች ናቸው) ለመላው ሳይንሳዊ ማህበረሰብ በረቂቅ ቅፅ ከቀረቡ፣ የመመሳሰል መመዘኛዎቹ አካላዊ ክስተቶችን እና መመዘኛዎቻቸውን የሚመለከቱ የሳይንስ ዘርፎችን ብቻ ይጎዳሉ-ኤሮዳይናሚክስ ፣ ሙቀት። ማስተላለፍ እና የጅምላ ማስተላለፍ. መስፈርቶቹን የመተግበር ተግባራዊ ጠቀሜታ ለመረዳት አንዳንድ ጽንሰ-ሐሳቦችን ከንድፈ-ሀሳቡ ምድብ መሳሪያ ማጥናት አስፈላጊ ነው. ተመሳሳይነት መመዘኛዎች ስማቸውን ከማግኘታቸው በፊት በቴክኒካል ስፔሻሊስቶች ውስጥ ጥቅም ላይ እንደዋሉ ልብ ሊባል የሚገባው ጉዳይ ነው. በጣም ቀላል የሆነው ተመሳሳይነት መስፈርት የጠቅላላው መቶኛ ተብሎ ሊጠራ ይችላል። እንዲህ ዓይነቱ ቀዶ ጥገና ያለ ምንም ችግር እና ችግር በሁሉም ሰው ተከናውኗል. እና የማሽኑን የኃይል ፍጆታ እና የውጤት ሃይል ጥገኝነት የሚያንፀባርቀው የውጤታማነት ሁኔታ ሁሌም ተመሳሳይነት ያለው መስፈርት ነው ስለዚህም ሰማይ ከፍ ያለ ነገር ተደርጎ አልተወሰደም።

የንድፈ ሃሳቡ መሠረቶች

የክስተቶች አካላዊ ተመሳሳይነት፣ ተፈጥሮም ይሁን ሰው ሰራሽ ቴክኒካል ዓለም፣ ሰው በኤሮዳይናሚክስ፣ በጅምላ እና በሙቀት ማስተላለፊያ ላይ ምርምር ለማድረግ ይጠቀምበታል። በሳይንሳዊ ማህበረሰብ ውስጥ, ሞዴሊንግ በመጠቀም ሂደቶችን እና ዘዴዎችን የማጥናት ዘዴ እራሱን በሚገባ አረጋግጧል. በተፈጥሮ ፣ አንድ ሙከራ ሲያቅዱ እና ሲያካሂዱ ፣ የኃይል-ተለዋዋጭ የቁጥሮች እና ጽንሰ-ሀሳቦች ስርዓት (ESVP) ድጋፍ ነው። የቁጥሮች ስርዓት እና የአሃዶች ስርዓት (SI) ተመጣጣኝ እንዳልሆኑ ልብ ሊባል ይገባል። በተግባር፣ ESWP በአከባቢው አለም ውስጥ በተጨባጭ አለ፣ እናም ምርምር እነሱን ብቻ ነው የሚገልጠው፣ ስለዚህ መሰረታዊ መጠኖች (ወይም የአካላዊ ተመሳሳይነት መመዘኛዎች) ከመሠረታዊ አሃዶች ጋር መገጣጠም የለባቸውም። ነገር ግን መሰረታዊ አሃዶች (በSI ውስጥ በስርዓት የተቀመጡ)፣ የተግባር መስፈርቶችን የሚያሟሉ፣ የተፈቀዱት (በሁኔታዊ) በአለም አቀፍ ጉባኤዎች እገዛ ነው።

የመመሳሰሎች ፅንሰ-ሀሳብ መሳሪያ

የተመሳሳይነት ጽንሰ-ሀሳብ - ጽንሰ-ሀሳቦች እና ደንቦች, ዓላማው የሂደቶችን እና ክስተቶችን ተመሳሳይነት ለመወሰን እና የተጠኑትን ክስተቶች ከፕሮቶታይፕ ወደ እውነተኛ ነገር የማዛወር እድልን ማረጋገጥ ነው. የተርሚኖሎጂ መዝገበ-ቃላት መሰረቱ እንደ ተመሳሳይነት ፣ ተመሳሳይነት ያለው እና ልኬት የሌላቸው መጠኖች ፣ ተመሳሳይነት ቋሚነት ያላቸው ጽንሰ-ሀሳቦች ናቸው። የንድፈ ሃሳቡን ምንነት ለመረዳት ለማመቻቸት የተዘረዘሩት ቃላት ትርጉም ግምት ውስጥ መግባት ይኖርበታል።

• ተመሳሳይ - አካላዊ ትርጉም እና መጠን ያላቸው መጠኖች (የተሰጠው መጠን መለኪያ አሃድ ከመሠረታዊ አሃዶች የተዋቀረ መሆኑን የሚያሳይ መግለጫ)መጠኖች; ፍጥነት በጊዜ የተከፈለ የርዝመት ልኬት አለው።
• ተመሳሳይ - በዋጋ የሚለያዩ፣ነገር ግን ተመሳሳይ ልኬት ያላቸው ሂደቶች (ማስገቢያ እና የጋራ መነሳሳት)።
• ልኬት የሌለው - መጠኖች በዲግሪው ከዜሮ ጋር እኩል በሆነው ዲግሪ ውስጥ መሠረታዊ አካላዊ መጠኖች የተካተቱበት ልኬት።

ቋሚ - ልኬት የሌለው መጠን፣ በውስጡም የመሠረታዊ እሴቱ ቋሚ መጠን ያለው መጠን (ለምሳሌ የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ) ነው። ከአብነት ወደ ተፈጥሯዊ ስርአት መሸጋገር ያስችላል።

ዋና ዋና ተመሳሳይነት ዓይነቶች

ማንኛውም አካላዊ መጠን ተመሳሳይ ሊሆን ይችላል። አራት ዓይነቶችን መለየት የተለመደ ነው፡

• ጂኦሜትሪክ (የናሙና እና የሞዴሉ ተመሳሳይ የመስመራዊ ልኬቶች ሬሾዎች እኩል ሲሆኑ ይስተዋላል)፤
• ጊዜያዊ (በተመሳሳይ ዱካዎች ላይ በተወሰነ ጊዜ ውስጥ በሚንቀሳቀሱ ተመሳሳይ የስርዓቶች ቅንጣቶች ላይ ይስተዋላል)፤
• አካላዊ መጠኖች (በአምሳያው እና ናሙናው ሁለት ተመሳሳይ ነጥቦች ላይ ሊታዩ ይችላሉ፣ ለዚህም የአካላዊ መጠኖች ጥምርታ ቋሚ ይሆናል)።
• የመጀመሪያ እና የድንበር ሁኔታዎች (የቀደሙት ሶስት መመሳሰሎች ከተስተዋሉ ሊከበሩ ይችላሉ)።

አንድ ተመሳሳይነት የማይለዋወጥ (በተለምዶ ኢዲ በስሌቶች ይገለጻል እና የማይለዋወጥ ወይም "ተመሳሳይ" ማለት ነው) በአንፃራዊ አሃዶች (ማለትም በአንድ ስርዓት ውስጥ ያሉ ተመሳሳይ መጠኖች ጥምርታ)።

ተለዋዋጭው ተመሳሳይነት ያላቸው መጠኖች ሬሾን ከያዘ፣ ሲምፕሌክስ ይባላል፣ እና የተለያዩ መጠኖች ከሆነ፣ የመመሳሰል መስፈርት (እነሱ አላቸው)።ሁሉም የማይለዋወጥ ንብረቶች)።

ህጎች እና የመመሳሰል ንድፈ-ሀሳብ

በሳይንስ ሁሉም ሂደቶች የሚቆጣጠሩት በአክሲዮሞች እና ቲዎሬሞች ነው። የንድፈ ሀሳቡ አክሲዮማቲክ አካል ሶስት ህጎችን ያካትታል፡

• የእሴቱ ሸ ዋጋ ከዋጋው እና ከሚለካው አሃድ [H] ጋር ተመሳሳይ ነው፣
• አንድ አካላዊ መጠን ከክፍሉ ምርጫ ነፃ ነው፣
• የክስተቱ የሂሳብ መግለጫ ለተወሰኑ ክፍሎች ምርጫ ተገዢ አይደለም።

መሰረታዊ ፖስቶች

የሚከተሉት የንድፈ ሃሳቡ ህጎች የተገለጹት ንድፈ ሃሳቦችን በመጠቀም ነው፡

• Newton-Bertrand theorem፡ ለሁሉም ተመሳሳይ ሂደቶች፣ በጥናት ላይ ያሉ ሁሉም ተመሳሳይነት መመዘኛዎች በጥንድ መንገድ እርስ በርስ እኩል ናቸው (π₁=π_{1፤ π}2_=π2 _{ወዘተ)። የሁለት ስርዓቶች መስፈርት (ሞዴል እና ናሙና) ሬሾ ሁልጊዜ ከ1. ጋር እኩል ነው።}
• Buckingham-Federman theorem፡ የመመሳሰያ መመዘኛዎች የሚዛመዱት ተመሳሳይነት ባለው እኩልታ በመጠቀም ነው፣ይህም በመጠን በሌለው መፍትሄ የሚወከለው እና የመስፈርት እኩልታ ይባላል።
• የኪሪንቸን-ጉክማን ቲዎረም፡ ለሁለቱ ሂደቶች ተመሳሳይነት፣ የጥራት እኩያነታቸው እና በጥንድ አቅጣጫ ተመሳሳይነት የሚወስኑ ተመሳሳይነት መስፈርቶች አስፈላጊ ናቸው።
• Theorem π (አንዳንድ ጊዜ ቡኪንግሃም ወይም ቫሽ ይባላሉ)፡ በ h መጠን መካከል ያለው ዝምድና፣ በ m አሃዶች የሚለካው፣ እንደ ሬሾ h - m በ dimensionless ውህዶች ይወከላል π_{1, …, π}h-m _{ከእነዚህ ሸ እሴቶች።}

የመመሳሰል መስፈርት በπ-theorem የተዋሃዱ ውስብስቦች ነው።የመመዘኛውን አይነት የብዛቶች ዝርዝር በማዘጋጀት (A₁, …, A) ሂደቱን በመግለጽ እና ከግምት ውስጥ ያለውን ቲዎሪ በመተግበር ሊመሰረት ይችላል። ጥገኝነት F(a ₁, …, a _{)=0 ይህም ለችግሩ መፍትሄ ነው።}

የተመሳሳይ መስፈርት እና የምርምር ዘዴዎች

በተመሳሳይነት ንድፈ ሃሳብ ውስጥ በጣም ትክክለኛው ስም የአጠቃላይ ተለዋዋጮች ዘዴ ሊመስል ይገባል የሚል አስተያየት አለ ይህም በሳይንስ እና በሙከራ ምርምር ውስጥ የአጠቃላይ ማጠቃለያ ዘዴዎች አንዱ ነው. የንድፈ ሃሳብ ተፅእኖ ዋና ዋናዎቹ የአምሳያ እና የማመሳሰል ዘዴዎች ናቸው። የመሠረታዊ ተመሳሳይነት መመዘኛዎችን እንደ ግላዊ ንድፈ ሐሳብ መጠቀም ይህ ቃል ከመጀመሩ ከረጅም ጊዜ በፊት ነበር (ቀደም ሲል coefficients ወይም ዲግሪዎች ይባላሉ)። አንድ ምሳሌ የሁሉም ተመሳሳይ ትሪያንግሎች ማዕዘኖች ትሪግኖሜትሪክ ተግባራት ናቸው - ልኬት የሌላቸው ናቸው። የጂኦሜትሪክ ተመሳሳይነት ምሳሌን ይወክላሉ. በሂሳብ ውስጥ, በጣም ታዋቂው መስፈርት Pi ቁጥር ነው (የክብ መጠን እና የክበብ ዲያሜትር ጥምርታ). እስካሁን ድረስ፣ የመመሳሰል ጽንሰ-ሀሳብ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ የሳይንሳዊ ምርምር መሳሪያ ነው፣ እሱም በጥራት እየተቀየረ ነው።

በተመሳሳይነት ቲዎሪ የተጠኑ አካላዊ ክስተቶች

በዘመናዊው ዓለም የሃይድሮዳይናሚክስ፣የሙቀት ማስተላለፊያ፣የጅምላ ዝውውር፣ኤሮዳይናሚክስ፣የተመሳሳይነት ጽንሰ-ሀሳብን በማለፍ የሂደቱን ጥናት መገመት ከባድ ነው። መመዘኛዎች ለየትኛውም ክስተት ተወስደዋል። ዋናው ነገር በተለዋዋጭዎቻቸው መካከል ጥገኛ ነበር. ተመሳሳይነት መመዘኛዎች አካላዊ ትርጉም በመግቢያው (ቀመር) እና በቀድሞው ውስጥ ተንጸባርቋልስሌቶች. በተለምዶ፣ መስፈርቶቹ፣ ልክ እንደ አንዳንድ ህጎች፣ የተሰየሙት በታዋቂ ሳይንቲስቶች ነው።

የሙቀት ማስተላለፊያ ጥናት

የሙቀት መመሳሰል መመዘኛዎች የሙቀት ማስተላለፊያውን እና የሙቀት ማስተላለፊያውን ሂደት ሊገልጹ የሚችሉ መጠኖችን ያቀፈ ነው። አራቱ በጣም ታዋቂ መመዘኛዎች፡ ናቸው።

የሬይኖልድስ ተመሳሳይነት ሙከራ (ዳግም)።

ቀመሩ የሚከተሉትን መጠኖች ይዟል፡

• ሴ - የሙቀት ተሸካሚ ፍጥነት፤
• l - ጂኦሜትሪክ መለኪያ (መጠን)፤
• v - የ kinematic viscosity Coefficient

በመስፈርቱ እገዛ የንቃተ ህሊና እና viscosity ሃይሎች ጥገኝነት ይመሰረታል።

Nusselt ሙከራ (ኑ)።

የሚከተሉትን አካላት ያካትታል፡

• α የሙቀት ማስተላለፊያ ቅንጅት ነው፤
• l - ጂኦሜትሪክ መለኪያ (መጠን)፤
• λ የሙቀት ማስተላለፊያ ቅንጅት ነው።

ይህ መመዘኛ በሙቀት ማስተላለፊያው ጥንካሬ እና በኩላንት ኮንዳክሽን መካከል ያለውን ግንኙነት ይገልጻል።

Prandtl መስፈርት (Pr)

ቀመሩ የሚከተሉትን መጠኖች ይዟል፡

• v የ kinematic viscosity Coefficient ነው፤
• α የሙቀት ስርጭት ቅንጅት ነው።

ይህ መመዘኛ በፍሰቱ ውስጥ ያለውን የሙቀት መጠን እና የፍጥነት መስኮች ጥምርታ ይገልጻል።

Grashof መስፈርት (ግራር)።

ቀመሩ የተሰራው የሚከተሉትን ተለዋዋጮች በመጠቀም ነው፡

• g - የስበት ኃይል መፋጠንን ያሳያል፤
• β - የኩላንት የቮልሜትሪክ መስፋፋት ቅንጅት ነው፤
• ∆T - ልዩነቱን ያመለክታልበማቀዝቀዣው እና በኮንዳክተሩ መካከል ያለው የሙቀት መጠን።

ይህ መመዘኛ የሁለቱን የሞለኪውላር ግጭት እና ማንሳት ሀይሎች ጥምርታ (በተለያየ የፈሳሽ መጠን) ይገልጻል።

Nusselt፣ Grashof እና Prandtl መመዘኛዎች በተለምዶ የሙቀት ማስተላለፊያ ተመሳሳይነት መስፈርት በነፃ ኮንቬንሽን ስር ይባላሉ፣ እና Peclet፣ Nusselt፣ Reynolds እና Prandtl መስፈርት በግዳጅ ስምምነት ስር ይባላሉ።

የሀይድሮዳይናሚክስ ጥናት

የሃይድሮዳይናሚክ ተመሳሳይነት መስፈርት በሚከተሉት ምሳሌዎች ቀርቧል።

ከሩድ ተመሳሳይነት ሙከራ (አር)።

ቀመሩ የሚከተሉትን መጠኖች ይዟል፡

• υ - በዙሪያው ከሚፈሰው ነገር ርቀት ላይ ያለውን የቁስ ፍጥነት ያሳያል፤
• l - የርዕሱን ጂኦሜትሪክ (መስመራዊ) መለኪያዎች ይገልጻል፤
• g - በስበት ኃይል ምክንያት ማጣደፍን ያመለክታል።

ይህ መመዘኛ የንቃተ-ህሊና እና የስበት ሃይሎች በቁስ ፍሰት ውስጥ ያለውን ጥምርታ ይገልጻል።

Strouhal ተመሳሳይነት ፈተና (ሴንት)።

ቀመሩ የሚከተሉትን ተለዋዋጮች ይዟል፡

• υ - ፍጥነትን ያሳያል፤
• l - የጂኦሜትሪክ (መስመራዊ) መለኪያዎችን ያሳያል፤
• T - የጊዜ ክፍተትን ያመለክታል።

ይህ መስፈርት ቋሚ ያልሆኑ የቁስ እንቅስቃሴዎችን ይገልጻል።

የማች ተመሳሳይነት መስፈርት (ኤም)።

ቀመሩ የሚከተሉትን መጠኖች ይዟል፡

• υ - በአንድ የተወሰነ ነጥብ ላይ የቁስ ፍጥነትን ያመለክታል፤
• s - በተወሰነ ነጥብ ላይ የድምፅን ፍጥነት (በፈሳሽ) ያሳያል።

ይህ የሃይድሮዳይናሚክ ተመሳሳይነት መስፈርት ይገልፃል።የቁስ አካል እንቅስቃሴ ጥገኛነት በጨመቁ ላይ።

የቀሪ መስፈርት ባጭሩ

በጣም የተለመዱት የአካል መመሳሰል መስፈርቶች ተዘርዝረዋል። ከዚህ ያነሰ አስፈላጊ አይደሉም እንደ፡

• Weber (እኛ) - የገጽታ ውጥረት ኃይሎች ጥገኛነትን ይገልጻል።
• አርኪሜዲስ (አር) - በማንሳት እና በማይነቃነቅ መካከል ያለውን ግንኙነት ይገልጻል።
• Fourier (ፎ) - የሙቀት መስኩን ፣የአካላዊ ባህሪያትን እና የሰውነት ልኬቶችን የመቀየር መጠን ጥገኝነት ይገልጻል።
• Pomerantsev (ፖ) - የውስጥ ሙቀት ምንጮችን እና የሙቀት መስኩን ጥምርታ ይገልጻል።
• ፔክሌ (ፔ) - በፍሰቱ ውስጥ ያለውን የኮንቬክቲቭ እና ሞለኪውላር ሙቀት ልውውጥ ሬሾን ይገልጻል።
• ሃይድሮዳይናሚክ ሆሞክሮኒዝም (ሆ) - የትርጉም (ኮንቬክቲቭ) ማጣደፍ እና በተወሰነ ነጥብ ላይ ያለውን ጥገኝነት ይገልጻል።
• Euler (Eu) - በፍሰቱ ውስጥ የግፊት እና የንቃተ ህሊና ጉልበት ጥገኝነት ይገልጻል።
• ገሊላ (ጋ) - በፍሰቱ ውስጥ ያለውን የ viscosity እና የስበት ሃይሎች ጥምርታ ይገልጻል።

ማጠቃለያ

የተመሳሳይ መስፈርት የተወሰኑ እሴቶችን ሊይዝ ይችላል፣ነገር ግን ከሌሎች መመዘኛዎችም ሊወሰድ ይችላል። እና እንደዚህ አይነት ጥምረት እንዲሁ መስፈርት ይሆናል. ከላይ ከተጠቀሱት ምሳሌዎች መረዳት የሚቻለው የመመሳሰል መርህ በሃይድሮዳይናሚክስ፣ ጂኦሜትሪ እና ሜካኒክስ ውስጥ የግድ አስፈላጊ ነው፣ ይህም በአንዳንድ ሁኔታዎች የምርምር ሂደቱን በእጅጉ ያቃልላል። የዘመናዊ ሳይንስ ግኝቶች በጣም የተቻሉት ውስብስብ ሂደቶችን በከፍተኛ ትክክለኛነት ለመቅረጽ በመቻሉ ነው። ለተመሳሳይነት ንድፈ ሃሳብ ምስጋና ይግባውና ከአንድ በላይ ሳይንሳዊ ግኝቶች ተካሂደዋል ይህም በኋላ የኖቤል ሽልማት አግኝቷል።