Центробежное моделирование, метод моделирования физического, применяемый для научных исследований и изучения на моделях свойств (характеристик) инженерных сооружений, находящихся под действием сил тяжести. Чаще всего Ц. м. пользуются при изучении сооружений из грунта или сооружений, взаимодействующих с грунтом (откосы, насыпи, плотины, фундаменты, подземные сооружения и др.). Цель исследований — определение возникающих в сооружении деформаций и напряжений, т. е. условий, при которых сооружению не грозит разрушение, или установление причин и характера разрушений и т.п.

  Методами Ц. м. можно изучать действие на людей и объекты техники перегрузок, возникающих при авиационных и космических полётах (см. Космического полёта имитация). Идею Ц. м. можно также использовать для создания на борту космического л етательного аппарата искусственной «тяжести» (см. Невесомость).

  При моделировании необходимо выполнение подобия критериев. Когда основная нагрузка на сооружение обусловлена действием сил тяжести, а модель изготовлена из того же материала, что и натура, этот критерий имеет вид

g₁l₁ = gl,     (1)

где g и / — ускорение силы тяжести и линейный размер натуры соответственно, g₁ — «модельное» ускорение и l₁ — линейный размер модели. Т. к. обычно модель меньше натуры, т. е. L₁ < l, то для модели необходимо обеспечить условия, при которых g₁ > g. Такие условия можно приближённо создать, поместив модель в центробежную машину (центрифугу). В этом и состоит идея Ц. м.

  В центрифуге камера вместе с находящейся в ней моделью вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью w. При этом на каждую частицу модели действует центробежная сила, направленная от оси вращения и равная m_кh_kw², где m_к — масса частиц, h_k — её расстояние от оси вращения. Размеры центрифуги делают такими, чтобы расстояния h_k были велики по сравнению с размерами модели. Тогда можно приближённо принять все h_k = h, где h — расстояние от оси вращения центра тяжести модели, и считать действующие на частицы модели силы равными m_кhw², т. е. аналогичными силам тяжести m_kg₁, где g₁ = hw². В результате условие (1) примет вид

h (²l₁ = gl или w ² = gl/l₁h.     (2)

  Отсюда определяется значение угловой скорости, при которой для модели данного размера можно осуществить Ц. м. (чем меньше l₁, тем больше должна быть w).

  Если модель и натура выполнены из материалов с разными плотностями и разными прочностными характеристиками, определяемыми, например, модулем упругости (модулем Юнга) Е, то критерий подобия изменится и Ц. м. будет возможно, когда

.     (3)

  При Ц. м. движения тел в воде вблизи её поверхности или процессов формирования и движения волн применяют кольцевой лоток, выполненный в форме замкнутого кольца, заполненный водой и вращающийся вокруг вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При таком Ц. м. могут совместно выполняться под обия критерии Рейнольдса и Фруда.

  Идея Ц. м. в общем виде высказана французским учёным Э. Филлипсом (1869); в СССР детально разработана и применена Г. И. Покровским и И. С. Федоровым (1932).

  Лит.: Покровский Г. И., Федоров И. С., Центробежное моделирование в строительном деле, М., 1968; их же, Центробежное моделирование в горном деле, М., 1969; Рамберг Х., Моделирование деформаций земной коры с применением центрифуги, пер. с англ., М., 1970.

  Г. И. Покровский.