相似原理的案例
《計算機仿真技術基礎》--電子工業出版社（劉瑞葉等編著）
本書全面介紹了計算機仿真與建模的基本概念、基本原理、基本方法及其在實際中的應用。主要內容有：系統仿真的概念與基本原理；建模的基本方法；采樣控制系統的仿真方法；另外還介紹了離散事件仿真的基本方法；最后介紹用于建模與仿真的常用計算機軟件，并對用于建模與仿真的計算機仿真軟件的發展做了介紹。
本書立足于給學生建立計算機建模與仿真的基本概念，使學生掌握計算機仿真的基本理論及建模與仿真的基本方法，主要面向電氣工程、自動化領域的本科高年級學生，也可以供研究生和工程技術人員閱讀。
【圖書目錄】
第1章 概論
1.1 計算機仿真的基本概念
1.2 計算機仿真的歷史及現狀
1.3 計算機仿真的發展與展望
第2章 系統建模的基本方法與模型處理技術
2.1 相似原理
2.2 建模方法學
2.3 確定型系統的數學模型
2.4 系統建模舉例
2.5 非線性模型的線性化處理
2.6 高階模型的降階處理
2.7 連續系統模型的離散化處理
第3章 連續系統的數字仿真通用算法
3.1 基于離散相似原理的數字仿真算法
3.2 基于Taylor級數匹配原理的仿真算法
3.3 微分方程數值積分的矩陣分析方法
3.4 數值積分法穩定性分析
3.5 數值積分法的選擇與計算機步長的確定
3.6 實時半實物仿真
3.7 采樣控制系統的仿真方法
第4章 離散事件仿真基礎
4.1 離散事件系統與模型
4.2 離散事件仿真
4.3 排隊系統的仿真
4.4 Petri網絡仿真
4.5 隨機數和隨機變量的生成
第5章 計算機仿真軟件
5.1 仿真軟件的現狀與發展
5.2 MATLAB語言基礎
5.3 MATLAB在控制系統仿真中的應用
5.4 Simulink仿真
5.5 MATLAB仿真舉例
5.6 Protel 99 SE應用要點
展開 《流體力學》
【基本信息】 ISBN：7508320107 314 尺寸：小16開 印張：20 字數：492000 印次：1 印刷時間：2004/11/01 用紙：膠版紙 版次：1
【內容提要】
全書共十三章，內容包括：流體的基本物理性質、流體靜力學、流體運動學基礎、流體動力學基本方程、黏性流體的管內流動與管路計算、流體的旋渦運動、不可壓縮流體平面勢流、不可壓縮流體二維邊界層、紊流射流、機翼和葉柵工作原理、氣體動力學基礎、相似原理與量綱分析、兩相流體力學。各章均有一定數量的例題和習題。
本書為高等學校能源動力類專業本科教材，也可作為相關工程技術人員的參考書。
展開 風洞的來由和發展
風洞實驗的基本原理是相對性原理和相似性原理。根據相對性原理，飛機在靜止空氣中飛行所受到的空氣動力，與飛機靜止不動、空氣以同樣的速度反方向吹來，兩者的作用是一樣的。但飛機迎風面積比較大，如機翼翼展小的幾米、十幾米，大的幾十米(波音747是60米)，使迎風面積如此大的氣流以相當于飛行的速度吹過來，其動力消耗將是驚人的。根據相似性原理，可以將飛機做成幾何相似的小尺度模型，氣流速度在一定范圍內也可以低于飛行速度，其試驗結果可以推算出其實飛行時作用于飛機的空氣動力。
飛行器(包括飛機、直升機、巡航導彈等)在風洞中的試驗內容主要有測力試驗(測量作用于模型的空氣動力，如升力、阻力等，確定飛行性能)；測壓試驗(測量作用于模型表面壓力分布，確定飛機載荷和強度）；布局選型試驗(模型各部件做成多套，可以更換組合，選擇最佳的飛機布局和外形)等等。隨著飛行器性能的提高和改進；風洞試驗所需要的時間不斷增加。40年代，研制一架螺旋槳飛機，風洞試驗時間是幾百小時。至70年代初，一架噴氣式客機的風洞試驗時間是4-5 萬小時。航天器(如洲際導彈、衛星、宇宙飛船等)大部分航行在大氣層外，基本上與空氣無關，但其發射和返回是在大氣層中，仍然需要在風洞中進行試驗。如美國的航天飛機，在不同風洞中總共進行了10萬小時的試驗。
風洞的發展
世界上公認的第一個風洞是英國人于1871年建成的。美國的萊特兄弟(O.Wright和W.wright)于1901年制造了試驗段0.56米見方，風速12/s的風洞，從而于1903年發明了世界上第一架實用的飛機。風洞的大量出現是在20世紀中葉。
為了試驗炮彈的氣動力作用和研究超聲速流動，瑞士阿克雷特(G.Ackttet)于1932年建成了世界第一座超聲速風洞，試驗段面積0.4米×0·4 米，馬赫數(風速與聲速之比）2。
展開 技術科普 | 電子紙墨水屏窄邊技術
TFT玻璃生產切割也是相似原理，在單位大張玻璃基板上排版數越多，單位小片TFT玻璃成本越低。從上述效果圖很明顯看出電子紙墨水屏模組外形尺寸縮小，意味著電子紙墨水屏窄邊化可以實現TFT玻璃和電子紙膜外形尺寸減小，TFT玻璃排版數以及電子膜切割數提升，最終實現生產成本降低。
電子紙墨水屏窄邊技術又是如何實現增效競爭力優勢？
左圖為電子紙墨水屏常規邊框拼接顯示效果圖
右圖為電子紙墨水屏窄邊拼接顯示效果圖
當前越來越多的電子紙墨水屏應用場景通過將多個小尺寸電子紙屏拼接，實現大尺寸顯示屏的呈現效果，但邊框較大會造成屏與屏之間的拼接縫隙過大，嚴重影響顯示美觀，因此通過窄邊化設計可以實現拼接屏的拼縫減小，改善顯示美觀效果。
上圖為電子紙墨水屏常規長條形拼接屏
下圖為電子紙墨水屏窄邊長條形拼接屏
又比如在長條形的電子紙應用場景中，由于TFT背板設計的局限，一塊屏無法支持長條形的尺寸，通過兩塊短的電子紙墨水屏拼接在一起，實現長條形顯示，且拼縫減小，顯示美觀效果顯著提升。
除拼接屏應用場景外，電子紙墨水屏窄邊技術帶來的高屏占比視覺顯示沖擊更容易凸顯科技感，它同樣可以應用于電子紙平板、電子紙手機屏、電子紙胸牌、電子紙會議桌牌等應用場景。
總結，隨著電子紙應用場景不斷被開拓，無論是面對to C用戶還是to B用戶，一個個充滿個性化、時尚感以及科技感的低碳理念產品會越來越吸引消費者眼球，電子紙墨水屏窄邊技術無疑提供了一種與之相契合的解決方案。
在此，我們期待與各界伙伴進一步交流分享，共同深耕物聯網創新，挖掘更完善的電子紙顯示技術方案，探索萬物互聯的新機遇和新世界！
通訊員：張軍
展開 
剪應力分布在空氣動力學應用中的重要性
其中一種用途是流相似性識別。
將流動相似性與壓力和剪切應力分布聯系起來
空氣動力學的研究通常涉及無量綱參數而不是有量綱參數。通常用力和力矩系數，即升力系數、阻力系數和力矩系數來代替力和力矩。這些系數受到各種其他無量綱參數的影響，例如雷諾數、馬赫數、普朗特數以及物體的形狀和攻角。
在某些空氣動力系統中，檢查流動相似性很重要。例如，風洞測試就利用了流動相似原理。為了確保兩種不同的流動動態相似，可以比較壓力和剪切應力分布。當兩個不同物體的無量綱壓力和剪應力分布相同時，它們具有相同的無量綱力系數。這是檢查流體流動的動態相似性的一種方法。
當我們比較兩個空氣動力系統時，流動相似性很重要。測量身體上的壓力和剪切應力分布至關重要，可以使用多種技術來實現這一目標。Cadence 的 CFD 工具套件可以幫助您使用 Pointwise 中的網格劃分工具研究和模擬空氣動力系統中的流動行為。Cadence 在 Omnis 3D 解算器中為您提供了一整套流體動力學仿真和分析工具。
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文章來源：cadence博客
展開 什么是水力學？？
2.可在實驗室根據力學相似原理，找出影響流動的主要作用力，選用相應的模型律，以縮小的比例尺在模型上近似地重現和原型成一定比例的流動，根據模型流動的測定，估算原型流動的狀態和各種參數，是數理分析和實驗分析的重要補充，它是以白金漢提出的定理為依據，使有因次方程無因次化。這種方法，可以稱為試驗法或實踐法。
水力學基本量
水力學的基本量是長度、時間和質量。
理論法：
獨立因次的數目為三，用無因次方程代替有因次方程可以使變量減少三個，這在實驗分析中，可大量地減少實驗次數加速實驗進程。在理論分析中，可以更合理地提出變量關系式。
數值模擬法：
當研究對象過于復雜、控制方程非線性、邊界條件不規則，利用現有的數學力學方法難以得出解析解時，可以建立數值模型，編制程序，通過計算機運算得出數字結果或圖線。
水力學歷史
公元前400余年，中國墨翟在《墨經》中，已有了浮力與排液體積之間關系的設想。公元前250年，阿基米德在《論浮體》中，闡明了浮體和潛體的有效重力計算方法。1586年德國數學家斯蒂文提出水靜力學方程。十七世紀中葉，法國帕斯卡提出液壓等值傳遞的帕斯卡原理。至此水靜力學已初具雛形。
帕斯卡定律：不可壓縮靜止流體中任一點受外力產生壓力增值后，此壓力增值瞬時間傳至靜止流體各點。
液體流動的知識，在中國相當長的時間內，在歐洲直至15世紀以前，都被認為是一種技藝，而未發展為一門科學。
文藝復興期間，意大利人達·芬奇在實驗水力學方面獲得巨大的進展，他用懸浮砂粒在玻璃槽中觀察水流現象，描述了波浪運動、管中水流和波的傳播、反射和干涉。
十八世紀末和整個十九世紀，形成了兩個相互獨立的研究方向:
一是運用數學分析的理論研究流體動力學。
二是依靠實驗的應用研究水力學。
展開 應用案例 | 水泵變頻器恒壓改造方案
二、水泵變頻節能改造的調速性能
據水泵的相似原理可知：當轉速變化時，流量與轉速成正比，揚程與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比，得出：同一臺泵當轉速變化時，水泵的主要性能參數將接上述比例定律而變化，并且，在變化過程中可保持效率基本不變，若水泵機組轉速可調，我們就可以改變某臺水泵的轉速以適應當時需水量的變化，這樣就可以避免水泵機組在低效率區域運轉造成的電動機過載，另一方面，也可以避免供水壓力偏高所造成的浪費。同時，水泵隨著轉速的變慢而使軸功率大為減少，電動機輸入功率也隨之減少，這就是調速水泵在供水系統中所起的節能作用。
三、水泵變頻節能改造減速的機泵原理
根據交流電動機工作原理中的轉速關系，n=60f(1-s)/p,從公式中得出：均勻改變電動機定子繞組的電源頻率，就可以平滑地改變電動機的同步轉速。電動機轉速變慢，軸功率就相應減少，電動機輸入功率也隨之減少，這就是水泵調速的節能作用。
交流電動機轉速物性為一條稍向下傾斜的曲線，如圖A所示，調速時的特性仍為稍向下傾斜曲線，是在不同頻率時相互平等的一組曲線，如圖B所示：
從圖 A、圖B中可以看出，變頻器的調速特性基本保持了電動機固有的轉速特性，它是一組不同頻率時相互平行的特性曲線。
變頻調速具有以下優點：
①轉差率小，轉差損失小，效率可高達90~95%以上。
②實現平滑地無級調速，精度高，調速范圍寬（0~100%），頻率變化范圍大（0~50Hz）。
③起動轉矩大（可達額定值的1.1倍），實現軟啟動減輕啟動電流的沖擊。
④提高電網側功率因數。
⑤變頻器可采用高速度的16位CPU與專用的大規模集成電路配合，用軟件實現V/5自動調整，具有與計算機可編程控制器聯機控制的功能，容易實現生產過程的自動控制。
⑥安裝容易，調試方便，操作簡單。
展開 關于汽車制動閥安裝板坯料形狀與尺寸的確定
2毛坯展開方法
2.1毛坯展開方法
根據相似原理選取初始毛坯形狀與尺寸，毛坯形狀與尺寸取直邊而且是零件最大高度，采用彎曲件展開。相當于按零件的水平投影形狀沿周放大相同的距離。為方便起見，將此坯料變成矩形板料。在此矩形板劃上規律的網格，如矩形網格，并在交線上畫小圓，圓內按規律標好或寫好相應的數字。數字編號只是為了容易辯識，其他符號也可以。準備兩塊這樣的板料。其中的一塊進行試壓，試壓后根據成形件的外形找到相對應的數字編號，在另一塊板料上也同樣找到相對應的數
2.2準確性分析
試壓毛坯雖然足夠大，但同樣可能產生所選擇的矩形毛坯過大或過小，因此，就有可能產生落在零件外形上的點會隨著矩形毛坯大小而改變，如果發生這種情況，則真實的零件的形狀與尺寸就會略有不同。但是，一般情況下認為成形力與毛坯大小無關，成形力主要與成形件周長有關，成形力
P=ltσb
式中：P—成形力，N;l—成形件周長，mm;t—材料厚度，mm;σb—強度極限，MPa。
為了使毛坯選擇標寫序號方便，或者有足夠的面積，就要求試壓時取的毛坯比實際毛坯要大，因此，在成形過程中會發生材料的堆積而起皺，在這種情況下成形時就要選擇壓邊圈。壓邊圈的作用是防止成形過程中發生起皺，還有一個作用是經壓邊圈作用下的成形類似于拉深成形，零件在成形后難以再發生回彈或者回彈會大大削弱。這不但提高了成形件的質量，而且由于采用了壓邊圈，壓邊圈的正壓力與所接觸的板料面積產生的摩擦阻力與成形力構成一對互為相反的平衡力。成形時毛坯最外緣產生的切向壓力最大并發生材料堆積，摩擦阻力發生在毛坯最外緣，成形力在凹模入口，在此之間，毛坯面積只要在合理的范圍內，根據有限單元法求解，如取有限單元網格為三角形網格，同一節點的位移發生差值非常之小到可忽略不計。
展開 來自合成高手的中試放大經驗總結
至少要具備下列的條件：
一、中試的條件
小試收率穩定，產品質量可靠
造作條件已經確定，產品，中間體和原理的分析檢驗方法已確定
某些設備，管道材質的耐腐蝕實驗已經進行，并有所需的一般設備
進行了物料衡算。三廢問題已有初步的處理方法
已提出原材料的規格和單耗數量
已提出安全生產的要求
二、中試放大的方法
1、經驗放大法
主要是憑借經驗通過逐級放大(小試裝置－中間裝置－中型裝置－大型裝置)來摸索反應器的特征。它也是目前藥物合成中采用的主要方法。
2、相似放大法
主要是應用相似原理進行放大。此法有一定局限性，只適用于物理過程放大。而不適用于化學過程的放大。
3、數學模擬放大法
是應用計算機技術的放大法，它是今后發展的方向。
此外，微型中間裝置的發展也很迅速，即采用微型中間裝置替代大型中間裝置，為工業化裝置提供精確的設計數據。其優點是費用低廉，建設快。
三、中試放大階段的任務
主要有以下十點，實踐中可以根據不同情況，分清主次，有計劃有組織地進行。
展開 計算機建模與仿真在液壓伺服控制系統中的研究應用
2 液壓伺服控制系統系統建模與仿真原理
建模與仿真技術具有很高的科學研究價值和巨大的經濟效益，它是以相似原理、系統技術、信息技術以及仿真應用領域的有關技術為基礎，以計算機系統與應用有關的物理效應設備及仿真器為工具，利用模型對系統進行研究的一門多學科的綜合性的技術。由于建模與仿真技術的特殊功效，特別是安全性和經濟性，使得建模與仿真技術得到廣泛的應用。建模與仿真包括3個基本要素：系統、模型和計算機，聯系著它們的3項基本活動是模型的建立、仿真模型建立和仿真實驗。其關系圖如圖1所示。
圖1 仿真3要素及關系圖
根據機械裝備的要求，液壓控制系統可以對位置、速度、力等任意被控對象按一定的精度進行控制。并且在有外部干擾的情況下，也能穩定而準確的工作。通常液壓伺服控制系統由以下單元組成：指令單元、比較單元、控制放大器、電液控制閥、執行元件、負載、檢測單元、能源裝置等。
液壓伺服控制系統其指令單元可以是信號發生器、電位器、計算機或其他電子器件，根據系統動作的要求發出相應的電壓信號。指令裝置發出相應的指令，由D/A轉換器轉換成電壓信號；檢測反饋裝置采用位移傳感器來檢測輸出位置并轉換為電壓信號，該電壓信號作為反饋信號與指令信號加以比較，給出偏差信號，構成閉環控制結構；電液伺服閥為液壓控制元件，執行機構采用閥控缸。液壓伺服控制系統的職能圖和原理圖如圖2和圖3所示。
展開 車載雙目相機，老兵的二次出征
而雙目相機通過左右兩個相機從不同角度同時對被測物體成像，并基于視差原理計算圖像對應點的位置偏差，從而獲得被測物體的距離信息，結合相機的內外參數，可以最終得到帶有空間三維坐標的點云數據。這意味著，雙目相機無須識別出目標，也能進行目標距離的探測。且測距準確度遠高于單目相機通過深度學習估算的距離。
這么好的仿生產品，一位出道即成名的童星，后來為何未能在自動駕駛領域得到大規模的應用？原因很多，有算法實現的復雜、處理芯片的高門檻、效益的無法平衡等。下文就從雙目測距原理、結構原理上剖析，看看是否能找到部分答案。
工作原理
雙目相機測距過程包括相機標定、圖像校正，立體匹配等步驟。
整個過程涉及矩陣變換、三角相似等矩陣運算、代數相關的數學知識。
但在焦慮、煩躁、不安彌漫的打工人之中，公式意味著閱讀的終結。
為了避免這種尷尬，作者先通過一張測距原理示意圖，概括性介紹整個測距原理，而后再詳述每個過程。
對于上圖左邊行人和汽車，從左右相機成像的結果上看，同一物體在左圖像和右圖像中的位置是不同的，而同一物體的同一像素點在兩個相機中的位置差稱為視差。從上圖右半部分可以看出，近處行人視差大，遠處汽車視差小，車載雙目相機正是基于這樣的視差原理（近視差大、遠視差小），來實現物體深度的測量。
展開 
什么是“雷諾數”
（紊流包含，主體流動+各種大小強弱不同的旋渦）
雷諾經過大量實驗，并采用量綱分析和相似原理方法，找出了流體出現層流或紊流的臨界流速
圓管內流體的流態：Re<2000 層流
Re>4000 紊流
2000
<4000 過渡流態
典型雷諾數：
普通航空飛機：5 000 000
小型無人機：400 000
海鷗：100 000
滑翔蝴蝶：7000
圓形光滑管道：2320
橡膠管道：1600~2100
精子：0.0001
大腦中的血液流 ：100
主動脈中的血流 1000
計算方法：
Re=Vl/u
式中：v——流體的平均速度，m/s；
ι——流速的特征長度，如在圓管中取管內徑值，m；
υ——流體的運動粘度，m2/s。
在特定的流動條件下，一部分流體動能轉化為流體振動，其振動頻率與流速（流量）有確定的比例關系，依據這種原理工作的流量計稱為流體振動流量計。目前流體振動流量計有三類：渦街流量計、旋進（旋渦進動）流量計和射流流量計。
渦街流量計的原理是卡曼旋渦。流體橫向流過圓柱體時，在圓柱體背面的兩側交替產生旋渦，且在脫離后形成旋渦尾流的現象。又稱"卡曼旋渦"。
綜上可以看到為什么雷諾數小無法用于渦街流量計上了。漩渦強度越強，對信號檢測越有利。而漩渦強度與流量平方成正比的，所以，在量程下限的低速區，漩渦強度很微弱，能否有效地檢測出漩渦信號，取決于檢測元件的靈敏度。
受以上兩方面因素的制約，渦街流量計的下限流速不能太低。
展開 食品冷庫建造食品保鮮
食品保鮮原理作用：能使微生物的蛋白質凝固或變性，從而干擾其生長和繁殖。防腐劑對微生物細胞壁、細胞膜產生作用。由于能破壞或損傷細胞壁，或能干擾細胞壁合成的機理，致使胞內物質外泄，或影響與膜有關的呼吸鏈電子傳遞系統，從而具有抗微生物的作用。作用于遺傳物質或遺傳微粒結構，進而影響到遺傳物質的復制、轉錄、蛋白質的翻譯等。作用與微生物體內的酶系，抑制酶的活性，干擾其正常代謝。
食品保鮮常用的方法有：
真空保鮮法
保鮮劑
氣調保鮮
氣調保鮮：其實跟真空保鮮的本質原理相似，只不過氣調保鮮是通過調節氣體成分，用惰性氣體取代氧氣，以抑制微生物的生長。
“透明木頭”你聽說了嗎？
為了進一步消除光的散射，科學家將除去木質素之后的“空心木頭”浸泡在與纖維素纖維本身具有相同折射率的環氧樹脂溶液中，利用與樹干傳輸水和養分相似的原理，環氧樹脂被自發的吸收進入木頭，替代木質素填充了其中纖維素之間的孔隙，最終變成樹脂填滿的“人造木頭”。當光再次照射進入木頭的時候，由于環氧樹脂和纖維素與光的相互作用十分接近，光在而這界面處不再具有強烈的散射作用，因此表現出了很好的透明度。需要指出的是，透明木頭基本保留了木頭的結構，也就保留了木頭本身的很多特性。不僅如此，環氧樹脂的力學性能優于木質素，人造透明木頭的力學性能也比天然木頭得到了一定程度的提升。此外，在隔熱保溫和耐腐蝕方面，透明木頭也會有不錯的表現。
或許在不久的將來，透明木頭有望取代玻璃做成房屋窗戶，或者做成各種美觀靚麗的家具和器皿，進入千家萬戶，不但不易破損，經久耐用，而且完全環境友好。可想而知，這將對木材行業甚，至是人類社會的資源利用和循環產生深遠的意義，讓我們拭目以待吧!
文章轉載自微信公眾號：FESIM有限元分析
展開 干貨 | SRAM與DRAM真正區別，你真的明白嗎？
在RAM存儲器中也是利用了相似的原理。現在讓我們回到RAM存儲器上，對于RAM存儲器而言數據總線是用來傳入數據或者傳出數據的。
因為存儲器中的存儲空間是如果前面提到的存放圖書的書架一樣通過一定的規則定義的，所以我們可以通過這個規則來把數據存放到存儲器上相應的位置，而進行這種定位的工作就要依靠地址總線來實現了。
對于CPU來說，RAM就像是一條長長的有很多空格的細線，每個空格都有一個唯一的地址與之相對應。如果CPU想要從RAM中調用數據，它首先需要給地址總線發送編號，請求搜索圖書（數據），然后等待若干個時鐘周期之后，數據總線就會把數據傳輸給CPU，看圖更直觀一些：
小圓點代表RAM中的存儲空間，每一個都有一個唯一的地址線同它相連。當地址解碼器接收到地址總線的指令：“我要這本書”（地址數據）之后，它會根據這個數據定位CPU想要調用的數據所在位置，然后數據總線就會把其中的數據傳送到CPU。
下面該介紹一下今天的主角SRAM：SRAM —— “Static RAM（靜態隨機存儲器）”的簡稱，所謂“靜態”，是指這種存儲器只要保持通電，里面儲存的數據就可以恒常保持。這里與我們常見的DRAM動態隨機存儲器不同，具體來看看有哪些區別：
SRAM不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據，而DRAM（Dynamic Random Access Memory）每隔一段時間，要刷新充電一次，否則內部的數據即會消失，因此SRAM具有較高的性能，功耗較小。
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