对于综合试验方法,我们主要探讨模型试验。模型试验是以相似理论为基础,不直接研究真正的人造客体或过程,而是研究与这些人造客体或过程相似的模型,通过首先对模型的试验研究,得出模型的一些规律性结论,继而推广得到所要研究的人造客体或过程的规律性的一种试验研究方法。
模型是现存事物的模拟物,或是未来事物的“雏形”。模型对原型是一种抽象,本质上与现实原型的结构、功能、特征、关系等具有一致性。并且模型舍去了原型的某些次要东西,更能够体现原型的主要特征或本质。因此,运用模型方法进行技术试验有着非常重要的作用:它可以突破客体对主体的限制,有助于人们对研究对象认识的深人;可以突破传统思维方法的限制,有利于想象等非逻辑思维方法的发挥;可以将研究对象理想化,设计理想试验,充分发挥人的认识的目的性、预见性和能动性。
模型试验具有两个重要特点:其一,模型试验作为一种间接试验方法,与研究对象直接参人试验过程的一般试验不同,参人模型试验过程的不是研究对象本身,而是与研究对象相似的模型。所以,模型具有双重功能,它既是替代原型的试验对象,又是研究对象的试验手段,起着一种连接原型与试验的桥梁作用其二,模型试验以客观事物之间的相似性为基础,以模型和原型某些方面的相似性为前提,运用类比推理的方法,将对模型试验的结果,类推到原型中去。但由于模型和原型毕竟不是同一事物,它们之间既有相同之处,又有不同之处,因而运用模型试验方法所得的结论具有一定程度的不准确性,需要经过认真分析才能模拟外推。
根据模型与原型相似的关系不同,可以把模型试验分为物理模型试验、数学模型试验、功能模型试验等多种类型。
物理模型试验是以模型同原型之间物理过程相似为基础的模型试验。所谓物理过程的相似,主要是指模型与原型在相对应的物理量方面的相似,包括几何相似、时间相似、运动相似、动力相似、应力场相似等。
数学模型试验是以模型与原型的数学形式相似为基础,通过在模型上的试验所获得的数据去了解原型中特定的量间关系的一种试验研究方法。数学模型试验按其形式不同可分为计算机模拟试验和电模拟试验两种。