Τι είναι το Similitude;

Το Similitude είναι το πρότυπο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ακρίβειας ενός συγκεκριμένου μοντέλου που θα αντιπροσωπεύει τις πραγματικές συνθήκες. Ένα μοντέλο λέγεται ότι έχει ομοιότητα εάν πληροί τις τρεις βασικές απαιτήσεις της γεωμετρικής, κινητικής και δυναμικής ισότητας. Εάν αυτές οι τρεις παράμετροι ταιριάζουν με αυτές του συστήματος που μοντελοποιείται, τότε το μοντέλο έχει ομοιότητα. Η ιδέα χρησιμοποιείται συχνότερα στην υδραυλική και αεροδιαστημική μηχανική.

Στη μηχανική, τα μοντέλα συστημάτων χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν πώς θα συμπεριφέρεται το σύστημα υπό ορισμένες συνθήκες. Το μοντέλο μπορεί να είναι είτε πολύ μικρότερο από το πραγματικό σύστημα, όπως ένα μοντέλο υδροηλεκτρικού φράγματος, είτε μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερο, όπως ένα μοντέλο νανορομπότ. Ο σκοπός του μοντέλου είναι να επιτρέψει στους μηχανικούς να δοκιμάσουν το σύστημα χωρίς να κατασκευάσουν ένα πλήρους κλίμακας, το οποίο μπορεί να είναι και ακριβό και εντάσεως εργασίας. Για να είναι χρήσιμο, αυτό το μοντέλο πρέπει να συμπεριφέρεται ακριβώς όπως θα έκανε το πραγματικό σύστημα μεγέθους.

Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν τρία κριτήρια για να μετρήσουν την ακρίβεια ενός μοντέλου. Η γεωμετρική ομοιότητα αναφέρεται στο σχήμα του μοντέλου. Όλες οι γραμμές, οι καμπύλες και οι γωνίες του θα πρέπει να είναι μικρότερες ή μεγαλύτερες από το πραγματικό σύστημα κατά μια δεδομένη αναλογία. Για παράδειγμα, εάν ένας μηχανικός κατασκευάζει ένα μοντέλο φράγματος σε κλίμακα 1:72, τότε κάθε μία από τις πύλες του φράγματος δεν μπορεί να είναι σε κλίμακα 1:55 ή θα παραποιήσει τη σχετική φυσική.

Το δεύτερο τεστ της παρομοίωσης είναι η κινηματική παρομοίωση. Αυτό σημαίνει ότι το ρευστό ή ο αέρας που κινείται γύρω και μέσα από το μοντέλο πρέπει να κινείται με τον ίδιο τρόπο που θα κινούνταν μέσα και γύρω από το σύστημα πλήρους κλίμακας. Η εστίαση είναι στην αναδημιουργία της κίνησης χωρίς να ανησυχείτε για τις επιπτώσεις της κίνησης.

Τέλος, ένα μοντέλο πρέπει να έχει δυναμική ομοιότητα. Εδώ ο μηχανικός ασχολείται με δυνάμεις. Οι δυνάμεις που δρουν στο μοντέλο πρέπει να είναι κλιμακωμένες εκδόσεις των δυνάμεων που θα ενεργούσαν στην έκδοση πλήρους κλίμακας. Έτσι, η πίεση του νερού που δρα στο φράγμα κλίμακας 1:72 πρέπει να είναι μια αναλογία 1:72 της πίεσης που δρα στο φράγμα πλήρους μεγέθους.

Δεν είναι πάντα δυνατό να επιτευχθεί απόλυτη ομοιότητα με ένα μοντέλο. Όσο πιο περίπλοκες είναι οι δυνάμεις που λειτουργούν σε ένα σύστημα, τόσο πιο δύσκολο είναι να μοντελοποιηθεί αυτό το σύστημα, ειδικά εάν η έκδοση πλήρους κλίμακας υπόκειται σε πολλές συνθήκες ταυτόχρονα. Οι μηχανικοί μπορούν μερικές φορές να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα δημιουργώντας πολλά μοντέλα, καθένα από τα οποία έχει σχεδιαστεί για να δοκιμάσει μια συγκεκριμένη πτυχή της έκδοσης κλίμακας και στη συνέχεια συνδυάζοντας τα αποτελέσματα.