|
相信水利工程师都很熟悉尼古拉兹实验，该实验通过使用不同粗糙度的管道，确定了沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，并且得到了著名的尼古拉兹实验曲线。
在AMESim中可以使用直管模型的子模型HRL03实现管路的粗糙度设置
HRL03子模型可以使用在较为看重流体的可压缩性和摩擦力的液压系统。 然而，如果管道摩擦可以忽略不计(例如长径比太小)，则应该使用HRL00而不是HRL03。
该模型中对于粗糙度的定义使用了“相对粗糙度rr”的概念，它表示的是管壁凸起表面的平均高度与管径之比，可写作下式：
其中： Δ为为管道的等效均匀粗糙度; dh为管道的水力直径。 对于以恒定截面积的直管，其流动时的压损由Darcy-Weisbach（达西）公式进行计算
其中：Dh为水力直径；l为流动区域长度；λ为摩擦系数。 在直管中，层流条件下液体或气体运动的阻力是由于内摩擦力造成的。当一层液体（或气体）相对于另一层移动时，它就会显现出来。这些粘性力与流速的一次方成正比，因此可以得到：
随着雷诺数Re的增加，与速度平方成正比的惯性力开始占主导地位。随着流动转变为湍流，运动阻力显著增加，其部分原因是由于壁面的粗糙度，此时：
为了在仿真中复现尼古拉兹实验曲线，需要在AMESim中搭建如下模型， 该模型由流量源、直管、固定节流孔组成。
元件参数如下
直管参数（标记处修改粗糙度）
固定节流孔参数
流量源参数 计算可得到尼古拉兹曲线
|
|
|
