Критерій подібності Фруда - автоматизована інтернет-система формування баз даних репродуктивних
Число Фруда - один з критеріїв подібності руху рідин і газів, є безрозмірною величиною. Застосовується у випадках, коли істотно вплив сили тяжіння .Введено Вільямом Фруда (William Froude) в 1870. Число Фруда характеризує співвідношення між силою інерції і силою тяжіння. діють на елементарний об'єм рідини або газу:
де v - швидкість, g - прискорення вільного падіння, L - довжина судна по ватерлінії.
Число ФрудаFr по порядку величини визначає ставлення кінетичної енергії рідини до її збільшенню, зумовленого роботою сили тяжіння на шляху, рівному характерною довжині. Чим більше число Фруда. тим більше роль інерції в порівнянні з вагою і навпаки.
Для в'язкої нестисливої рідини, що знаходиться під дією сили тяжіння. дві течії, що володіють однаковими числами Рейнольдса і Фруда. є подібними. Прикладом, де закон подібності мав би застосовуватися в щойно отриманої формі, є випробування моделей кораблів. Справді, опір корабля складається як з опору тертя, так і з хвильового опору, яка зобов'язана своїм походженням хвилям, що утворюється на вільній поверхні рідини під дією сили тяжіння. Однак на практиці ми зустрічаємося з наступним ускладненням: нехай величина моделі в 100 разів менше величини судна і натурі; за рівнянням, для того щоб число ФрудаFr залишилося незмінним, потрібно взяти скоростьv в 10 разів менше швидкості судна в натурі. Щоб число РейнольдсаRe теж залишилося незмінним, коефіцієнт в'язкості v потрібно взяти в 1000 разів менше коефіцієнта в'язкості води; практично цього здійснити не можна. Тому при випробуваннях застосовують теж воду і опір тертя визначають за особливими досвідченим формулами. Залишковий ж опір - хвильове - перераховується за законом подібності для ідеальної нестисливої рідини, що знаходиться під дією сили тяжіння; за цим законом два течії з однаковими числами Фруда будуть подібними (закон подібності Фруда).
Опір руху корабля залежить від форми корпусу. При дослідженні впливу форми корпусу необхідно розширити клас рухів і вивчити рух сімейства корпусів, утвореного за деяким законом в залежності від геометричних параметрів, зміна яких характеризує досліджувані геометричні особливості обводів.
Для практики дуже важливо виділити з нескінченного різноманіття параметрів, що характеризують геометричні властивості форми корпусів, такі параметри, які мають визначальне значення для залишкового опору. Досліди показують, що для всіляких геометрично неподібних обводів корпусів кораблів звичайних типів основними параметрами, що визначають коефіцієнт опору с. є число Фруда і коефіцієнт гостроти. Замість числа Фруда по довжині можна взяти число Фруда по об'ємному водотоннажністю:
де ψ - коефіцієнт гостроти
Опір на тонну водотоннажності в функції коефіцієнта гостроти і числа Фруда
Число Фруда дозволяє порівнювати умови хвилеутворення для судів різного розміру. Наприклад, якщо модель судна виконана в масштабі 1: 100, то її потрібно буксирувати зі швидкістю, в 10 разів меншою швидкості вихідного судна, щоб побачити ті ж хвилі, що і для великого судна, але в масштабі 1: 100. Для великих водоизмещающих судів число Фруда звичайно дорівнює 0,2-0,3, а для малих глиссирующих судів воно може перевищувати 1.Также число Фруда застосовують при моделюванні течій води у відкритих руслах і випробуваннях моделей гідротехнічних споруд.
Невеликі зміни форми корабля і його швидкості дуже сильно відбиваються на хвильовому опорі; при подовженні корпуса корабля воно може і збільшитися, і зменшитися, залежно від того чи буде кормова хвиля, інтерферуюча з системою носових хвиль, посилювати чи послаблювати цю систему. Опір збільшується, якщо корми потрапляє в одну з западин носової системи хвиль, і, навпаки.
Енерговитрати на 1 м шляху при ходьбі менше, ніж при бігу, але тільки при низьких швидкостях пересування. При високих швидкостях біг, навпаки, економічніше ходьби. Зона, де більш вигідний біг, відокремлена від зони, де більш вигідна ходьба, граничної швидкістю. Гранична швидкість визначається числом Фруда. яке обчислюється за формулою
де g - прискорення земного тяжіння (м / с 2); v - швидкість пересування людини (м / с); Lo - висота загального центру мас тіла в основній стійці.
Якщо число Фруда менше одиниці (Fr<1), то выгоднее ходьба, а при Fr>1 вигідніше біг. Гранична швидкість відповідає умові Fr = 1 і, отже, може бути розрахована за формулою:
Мірою відносної швидкості течії рідкої компоненти двофазного потоку в багатьох випадках доцільно вважати модифікацію числа Фруда
де ω0 - наведена швидкість рідини, тобто об'ємна швидкість рідкої компоненти, віднесена до повного перетину каналу. При Fr * → 0 має місце перший граничний випадок - вільна конвекція, основні закони якої для кипіння у великому обсязі рідини розглянуті вище. При Fr * >> 1 кінетична енергія рідкої фази істотно перевищує вплив сил тяжіння і поверхневого натягу (другий, досить простий граничний випадок).
2.Уткін В.Л. Біомеханіка фізичних вправ. - М. Просвітництво, 1989.
3. Сивухин Д.В. Загальний курс фізики, т. 1.Механіка. М.: 1989
5. Сєдов Л.І. Методи подібності і розмірності в механіці. М.: Наука, 1977
Необхідна підтримка вбудованих фреймів.