Mikä on Similitude?

Similitude on standardi, jota käytetään mittaamaan kuinka tarkasti tietty malli edustaa tosielämän olosuhteita. Mallin sanotaan olevan samankaltainen, jos se täyttää kolme perusvaatimusta: geometrinen, kineettinen ja dynaaminen tasa -arvo. Jos nämä kolme parametria vastaavat mallinnettavan järjestelmän parametreja, malli on samankaltainen. Käsitettä käytetään useimmiten hydrauliikka- ja ilmailu- ja avaruustekniikassa.

Tekniikassa käytetään järjestelmämalleja edustamaan järjestelmän käyttäytymistä tietyissä olosuhteissa. Malli voi olla joko paljon pienempi kuin todellinen järjestelmä, kuten vesivoimapaton malli, tai se voi olla paljon suurempi, kuten nanobotin malli. Mallin tarkoituksena on antaa insinööreille mahdollisuus testata järjestelmää rakentamatta täysimittaista järjestelmää, joka voi olla sekä kallista että työvoimavaltaista. Jotta tämä malli olisi käyttökelpoinen, sen on toimittava täsmälleen kuten todellinen kokojärjestelmä toimisi.

Insinöörit käyttävät kolmea kriteeriä mallin tarkkuuden mittaamiseen. Geometrinen samankaltaisuus viittaa mallin muotoon. Kaikkien sen viivojen, käyrien ja kulmien tulisi olla pienempiä tai suurempia kuin todellinen järjestelmä tietyn suhteen. Jos esimerkiksi insinööri rakentaa patomallin asteikolla 1:72, kukin sulkuportti ei voi olla mittakaavassa 1:55 tai se antaa väärän kuvan fysiikasta.

Toinen samankaltaisuustesti on kinemaattinen samankaltaisuus. Tämä tarkoittaa, että nesteen tai ilman, joka liikkuu mallin ympärillä ja läpi, on liikuttava samalla tavalla kuin täyden mittakaavan järjestelmän läpi ja ympärillä. Painopiste on liikkeen uudelleen luomisessa murehtimatta liikkeen vaikutuksista.

Lopuksi mallilla on oltava dynaaminen samankaltaisuus. Tässä insinööri käsittelee voimia. Malliin vaikuttavien voimien on oltava skaalattuja versioita voimista, jotka vaikuttavat täysimittaiseen versioon. Joten asteikon 1:72 vedenpaineen on oltava 1:72 suhde täysikokoiseen patoon.

Aina ei ole mahdollista saavuttaa täydellistä samankaltaisuutta mallin kanssa. Mitä monimutkaisempia järjestelmässä työskentelevät voimat ovat, sitä vaikeampaa on järjestelmän mallintaminen, varsinkin jos täysimittaiseen versioon sovelletaan useita ehtoja samanaikaisesti. Insinöörit voivat joskus ratkaista tämän ongelman luomalla useita malleja, joista jokainen on suunniteltu testaamaan tiettyä mittakaavaversion osaa ja yhdistämään sitten tulokset.