技術評估

[拼音]：shuili moxing shiyan

[英文]：hydraulic model test

在模型中重演（或預演）與原型相似的水流現象以觀測分析研究水流運動規律的手段（見彩圖）。又稱水工模型試驗，是實驗水力學的主要內容。當原型水流由於各種原因不能直接進行量測，普遍的理論模式和簡單概化的實驗又不能反映複雜的水流情況時，就須製作專門的模型，進行試驗。19世紀末葉開始了近代的有科學依據的模型試驗，20世紀得到長足的發展和廣泛的應用。

模型試驗中，水流被縮小（或放大）了若干倍，而其幾何形態、運動現象、主要動力特性，卻仍應與原型相似。同一模型中不同物理量(如深度、流速、壓強等)的縮小倍數（即比尺）並不相同，但它們之間必須保持一定的比例關係。這關係不能任意設定，而必須服從由基本物理方程或因次分析所匯出的相似準則。例如，為保持重力相似，要弗勞德數

相等；黏滯力相似，要雷諾數Re＝vl/ν相等；浮力相似，要理查孫數

相等。式中v、l、ν、ρ 和g分別為流速、特徵長度、運動黏滯係數、密度和重力加速度。為服從弗勞德相似準則，Frm＝Frp，式中m、p各表示模型、原型，應使

這就是不同物理量的比尺之間應保持的關係。如果想使模型達到嚴格相似，往往要求遵循數個相似準則，這是難以做到的，只能根據水流特性、研究目的和試驗條件而選定最主要的準則，以保持主要方面的相似，並使次要方面的影響限制在可容許的範圍之內。這些都是模型相似理論所探討的內容。

在模型中觀察水流現象、量測水力要素、並按相似律推算引伸，就可瞭解或預見原型水流的運動規律，據以修改河渠、管道、水工建築物或水力機械的工程設計。試驗模型有下列幾種分類：

（1）按試驗空間範圍分為斷面模型和整體模型；

（2）按幾何形狀分為正態模型和變態模型；

（3）按固體邊界情況分為定床模型和動床模型；

（4）按水流單相或多相分為清水模型、渾水模型或摻氣模型；

（5）按研究物件分為管、渠、 建築物、 機械等以外，還有研究多孔介質中流動的滲流模型、研究波動的波浪模型、研究空化的真空模型等。

進行模型試驗，需有專門的試驗設施，如迴圈系統、試驗水槽、水洞、生波器、減壓箱等，還要配置各種量測儀表以及記錄和資料處理裝置。

現代的計算手段，可代替一部分簡單的水流模型試驗，但模型試驗仍是不可缺少的研究手段，而且將日益發展進步，二者互相驗證補充，互相結合提高。

參考書目

左東啟等編著：《模型試驗的理論和方法》，水利電力出版社，北京，1984。

水利水電科學研究院、南京水利科學研究院編：《水工模型試驗》，水利電力出版社，北京，1985。