Che cosa è similitudine?

Similitudine è lo standard utilizzato per misurare quanto accuratamente un particolare modello rappresenterà condizioni reali. Un modello si dice che abbia similitudine se soddisfa i tre requisiti fondamentali di uguaglianza geometrica, cinetica e dinamica. Se questi tre parametri corrispondono a quelli del sistema essendo modellato, allora il modello ha similitudine. Il concetto è più spesso utilizzato in ingegneria idraulica e aerospaziale.

Nell'ingegneria, modelli di sistemi sono utilizzati per rappresentare come il sistema si comporterà in determinate condizioni. Il modello può essere sia molto più piccolo del sistema reale, come ad esempio un modello di una diga idroelettrica, oppure può essere molto più grande, come un modello di un nanobot. Lo scopo del modello è quello di consentire ai tecnici di testare il sistema senza creare una vasta scala uno, che può essere sia costoso e laborioso. Per essere utile, questo modello deve comportarsi esattamente come il sistema attuale dimensione sarebbe.

Gli ingegneri utilizzano tre criteri per valutare l'accuratezza di un modello. Similitudine geometrica si riferisce alla forma del modello. Tutte le sue linee, curve e angoli dovrebbero essere inferiore o superiore del sistema pratico da un dato rapporto. Ad esempio, se un ingegnere sta costruendo un modello di una diga in scala 1:72, poi ciascuna delle paratoie possono non essere in scala 1:55 o si travisare la fisica coinvolti.

La seconda prova di similitudine è similitudine cinematica. Ciò significa che il fluido o aria muoversi e attraverso il modello deve muoversi nello stesso modo come sarebbe attraverso e attorno al sistema di fondo scala. L'attenzione si concentra sul ricreare il movimento senza preoccuparsi delle implicazioni del movimento.

Infine, un modello deve avere similitudine dinamica. Qui l'ingegnere si occupa di forze. Le forze che agiscono sul modello devono essere versioni delle forze che agiscono sulla versione in scala scala. Quindi la pressione dell'acqua che agisce sulla diga scala 1:72 deve essere un rapporto di 1:72 della pressione che agisce sulla diga full-size.

Non è sempre possibile ottenere similitudine assoluta con un modello. I più complesse le forze che lavorano su un sistema, il più difficile che il sistema è quello di modellare, soprattutto se la versione in scala sarà soggetto a varie condizioni contemporaneamente. Ingegneri possono talvolta superare questo problema creando più modelli, ognuno dei quali è progettato per testare un aspetto specifico della versione scala e quindi combinare i risultati.