التحليل البعدي Dimensional analysis واهميته في مجال البحث العلمي

د.العراقي

Well-Known Member
التحليل البعدي : يعرف على انه استخراج نموذج رياضي math. model لظاهرة فيزيائية physical phenomena لا تتوفر لها قانون تحليلي مطلق (مثلا جريان مياه الفضلات ، كسر المواد او تشكيلها وغيرها كثير). ولا يقتصر التحليل البعدي على الظواهر الفيزيائية التي لا تمتلك قانون فيزيائي مطلق بل يمكن تطبيقها حتى على النظريات الفيزيائية الحقيقة.

تفسير: هناك العديد من الظواهر الفيزيائية غير محكمة بقانون فيزيائي مطلق أي ان اغلب النتائج التي نستحصلها لمثل هذه الظواهر يكون بواسطة التجارب العملية او باستخدام simulations by computers وبالطبع في كل مرة سوف نحتاج التجربة والحاسبة اذا تغير لدينا المدخلات لهذه الظواهر. لذلك نحبذ ان نجد معادلة نموذج رياضي باستخدام التحليل البعدي لاختصار الوقت الذي نصرفه في التجارب وغيره ومن اجل ايجاد معادلة تقريبة تحكم تصر variable في phenomena مع parameters اخرى.
مدى درجة صعوبة التطبيق: سهل جدا اذا ما عرفت كل parameters التي تدخل او تؤثر في الظاهرة الفيزيائية.

خطوات التطبيق:
- تعريف كل parameters لنقل مثلا w1,w2,…..wn واتي تقابل المتغير v
- استخلاص الوحدات الأساسية بدقة لكل المتغيرات Fdu's وليكن m عدد الوحدات الاساسية الكلي
- وضع العلاقة العامة v=function f for w1-to-n
- حيث n عدد parameters
- تعني بشكل اخر v=w1^a1*w2^2….wm^am
- ثم استخدام احد طرق التحليل البعدي مثل طريقة Buckingham theorem
- نص هذه الطريقة v/[w1^a1….w^am]=Dim.less values of variable v

- وبذلك يجب ان تستوعب الان مدى سهوله استخدام التحليل البعدي في ايجاد النموذج الرياضي حيث تم تقليل الكميات للعامل f من n الى n-m نتيجة القسمة وبذلك يمكن تقليل الاعتماد على متغيرات على حساب اخرى.
اخيرا وليس اخرا اعتذر عن هذا الايجاز السريع للموضوع لكن احببت ان انوه لهذا الموضوع الذي ندرسه نحن في المرحلة الثانية ووجدت له اثر كبير جدا في العديد من القوانين التي نطبقها والتي مصدرها التحليل البعدي وايضا موضوع التحليل البعدي يفتح افاق جديدة في استنباط تصرف المتغيرات مع بعضها حالها حال العديد من الطرق العددية او التحليلية وخاصة في المواضيع الحديثة والتي لا يوجد لها قوانين تصرف المتغيرات.
.
.
.
.
 
جميل جدا هذا الموضوع والمبادرة جميلة
انا متأكد انه لو وجدت ردود نقاشية فيتابع ذلك أخي العراقي ويرد على جميع الاستفسارات وربما يضيف الى الموضوع
 
شكراً لك أخي العراقي على الموضوع الشيق
في الواقع أن موضوع Dimensional analysis ليس تخصصي ولكني أستخدمه في كثير من الأحيان في التحقق من صحة بعض العلاقات ذات المتغيرات الكثيرة حيث يتوجب أن تتفق الوحدات في طرفي المعادلة.
 
شكراً لك أخي العراقي على الموضوع الشيق
في الواقع أن موضوع Dimensional analysis ليس تخصصي ولكني أستخدمه في كثير من الأحيان في التحقق من صحة بعض العلاقات ذات المتغيرات الكثيرة حيث يتوجب أن تتفق الوحدات في طرفي المعادلة.

شكرا دكتور ابو عمر على المرور....مثل ما قلت ان التدقيق او استخرج قانون جديد لمدخلات جديدة معتمد على تمثيل او تجارب بمدخلات معروفة امر شيق جدا وكلما كان القانون محكم بعد تمثيل ودراسة مستفيضة ولقضية معقدة كلما وجد مكان له للنشر او التطبيق.....


وطبعا كل الشكر الى دكتور سعد على شكره لي لما يضيف من رفع الهمم وتبني مستوى التفائل دون الكسل والتماهل مهما كان محتوى الموضوع لعل الفكرة تصيب وتتنمى نحو الافضل ......
 
موضوع جميل
بارك الله فيك اخي الغالي
ان امكن ان تضيف مقال اخر ضمن المشاركة تبين فيه طبيعة الموضوع بشكل اوسع
 
بناء على طلب دكتورنا الغالي علاء وضعت لكم الروابط التالية:

--- اذا كان استخدام التحليل البعدي من اجل تدقيق وحدات الحالة الفيزيائية ، استخدم الرابط الممتع هنا:

http://www.alysion.org/dimensional/fun.htm

http://www.physics.uoguelph.ca/tutorials/dimanaly/


--- اما اذا كان استخدام التحليل البعدي ابعد من ذلك--استنباط نموذج رياضي جديد-- وهو ما يهمنا نحن الباحثين، استخدم الروابط التالية التي فيها امثلة استباط جميلة ومفهومة وبعد فهمك لها يمكنك ان تكون انت نموذج لحاله معروفة او غير معرفة لكن الاخيره تحتاج تفكير:

http://www.freestudy.co.uk/fluid%20mechanics/t6203.pdf

http://hubcap.clemson.edu/~daw/D_PHYS845/DimensionalAnalysisLecture.pdf
 
اضافة قيمة اخي الغالي د.العراقي
جزاك الله كل خير
 
خمسة نجوم لهذا الموضوع،
اعتقد ان هذا يساوي رتبة مقدّم :)
 
عودة
أعلى