船舶阻力习题
船舶阻力习题
第一章总论1.什么是“船舶快速性”？船舶快速性研究的主要内容有哪些？2.为什么船舶快速性问题，通常分成“船舶阻力”和“船舶推进”两部分来研究？3.简述水面舰船阻力的组成，及每种阻力的成因？4.简述船舶阻力分类方法。
5.什么是船舶动力相似定律？研究船舶动力相似定律有何意义？6•在什么条件下，任意2条形似船，只要它们的Re和Fr相等，贝尼们有相同的总阻力系数？7•已知某远洋货轮的水线长152m，设计航速16.45kn,制作长为3.04m的船模，进行阻力试验。
分别求满足粘性力、重力相似条件的船模速度（假定实船与船模的流体运动粘性系数相同）？8.某舰设计水线长L=84.4m，湿面积S=728m2，航速Vs=34kn。
今用a=40的船模在重力相似条件下进行阻力试验，测得水池温度t=12C （淡水）。
试求：1）相应的船模速度Vm（m/s）?2）此时实船及船模的雷诺数各是多少？3）若测得该相应速度时船模的兴波阻力为Rwm=0.52kgf,试求该舰（在15C海水）的兴波阻力Rws？第二章粘性阻力1.实际工程中是怎样处理船舶粘性阻力的？2.试述流体流态、雷诺数、船体湿面积对摩擦阻力的影响。
3.船体表面边界层与平板边界层有哪些不同？4.小结平板摩擦阻力系数计算公式，公式名称、表达式、参数、适用范围等。
5.试述船体表面粗糙度对摩擦阻力的影响及其计算处理方法。
6.什么是污底？污底对船舶阻力有什么影响？7.减少船体摩擦阻力的有效、实用方法有哪些？8.试述粘压阻力的基本特性，及船体粘压阻力的处理方法。
9.船舶设计时从降低船体粘压阻力出发，应该注意哪些方面？10.试述琼斯尾流测量法确定船体粘性阻力的基本原理和方法11.某海上单桨运输船，水线长L=126m宽B=18m，吃水T=5.6m，方形系数Cb=0.62,速度Vs=12kn,试用各种公式计算摩擦阻力（ts=15E ,A Cf =0.0004）。
12.题1-7中远洋货轮的船模数据：缩尺比a=50,水线长Lw仁3.04m，宽B=0.408m，吃水求：各速度下船模的摩擦阻力系数和总阻力系数；在同一张纸上作Cfm-Re曲线；在重力相似条件下，实船在相应速度下的Rts-vs曲线(取实船水温ts=15E,A Cf =0.0004，湿面积按桑地公式计算)。
船舶阻力试题
1、波浪是如何产生的？其组成及特点？ (1)产生：水流流经弯曲的船体时，眼船体表面的压力分布不一样，导致船体周围的水面升高或者下降，在重力和惯性 力的作用下，在传后形成实际的船波。 (2)组成：船行波由与压力点兴波图形相似的首尾两组波系所组成，其中包括下列船波：
船首压力兴波：形成船首波系，包括船首横波和船首散波。 船尾压力兴波：形成船尾波系，包括船尾横波和船尾散波。 (3)特点：整个船行波可分为首尾两大波系，各由横波和散波组成；整个传播系基本集中在凯尔文角所限定的扇形面范 围内；船首横波通常在船首柱略后为波峰，而船尾横波则在尾柱略前处由波谷开始；整个船波系的个散波之间及散波 与横波之间互不干扰；船波随船一起前进，船波速度等于船速。
14、名词解释： 层流边界层：边界层内存在两种流动状态，在平板的前端部分，水质点表现有稳定的分层流动，边界层沿板长方向增 长较慢，这种流体状态称为层流，与其对应的边界层称为层流边界层。 理想流体 ：无粘度、在流动中不产生摩擦阻力 Rf 的流体。 相应速度 ：形似船之间，为了保持 Fn 相同，则它们的速度必须满足一定的关系。 相当平板 ：在摩阻力计算中，实船与船模的的摩擦阻力分别等于与其同速度、同长度、同表面积的光滑平板的摩擦 阻力，该假定中的“光滑平板”就称为该船的“相当平板”。 摩擦系数 ：定义 Cf=2Rf/[p]S[v]2 为摩擦阻力系数，Cf 仅仅是雷洛数的函数，雷洛数相同的不同平板的 Cf 相同。
8、什么是 Re，Fr 和相应速度？ Re=Lv/μ[谬]，称为雷洛数，表征流体惯性力与粘性力之比。Fr=v/^(gL)称为付汝徳数，表征流体流动时迁移速度与重 力加速度之比。相应速度是指几何相似的船之间为了保持 Fr 相同，则它们的速度必须满足一定的对应关系。即 Vm=Vs/^(Ls/Lm)=Vs/^入。
船舶阻力与推进理论考核试卷
7.船舶的舵可以提供船舶前进的推力。（×）
8.使用风帆推进的船舶对环境的影响最小。（√）
9.船舶的长宽比越高，其推进效率越低。（×）
10.螺旋桨叶片的损坏不会影响船舶的推进效率。（×）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述船舶阻力的主要组成部分，并说明每种阻力的影响因素。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.船舶的阻力与船速成正比关系。（）
2.螺旋桨推进器在任何船速下都能保持高效推进。（）
3.船舶的摩擦阻力与船体表面积成正比。（）
4.喷水推进器的噪音通常比螺旋桨推进器大。（）
5.船舶的载重量不会影响船舶的阻力。（）
A.船舶的对水速度
B.水流的速度
C.船舶的航向
D.船舶的载重量
19.以下哪些是减小船舶阻力时可能采用的设计策略？（）
A.优化船体线型
B.增加船体宽度
C.使用特殊的涂料
D.减少船体表面积
20.在船舶推进中，以下哪些情况下可能需要调整螺旋桨的位置？（）
A.船舶负载变化
B.船舶速度变化
C.水质变化
D.船舶航向改变
D.船舶的吃水深度
13.以下哪些措施可以提高船舶推进的能效？（）
A.使用高效的螺旋桨设计
B.减少船舶的阻力
C.优化船舶的载重量
D.提高船舶的航速
14.船舶推进中的伴流现象可能受到哪些因素的影响？（)
A.船舶的形状
B.船舶的速度
C.水的粘度
D.船舶的载重量
15.以下哪些情况可能导致船舶的喷溅阻力增加？（）
7. C
船舶推进与阻力试题A
船舶推进与阻力本
一、填空题
1. 粘性阻力通常包括
2. 模试验时安装激流丝其作用在于
3. 螺旋桨工作时桨叶所受的应力最大处为
4. （M）AU型螺旋桨是一种
5. 伴流分数为0.18，推力减额分数为0.15，则船身效率为
6. 叶背上切面最大厚度处所产生的空泡为
7. 由于兴波干扰作用兴波阻力曲线上会出现
8. 已知螺旋桨的直径为6米，该桨的盘面积等于
9. （M）AU型螺旋桨叶切面形状为
10. 螺旋桨在不产生推力时旋转一周所前进的距离称为
二、简答题
1. 船舶阻力的两个相似定律，并分别说明与哪个阻力相关。
2. 计算粘性阻力的一般步骤。
3. 简述两类兴波及其主要特征。
4. 简述：哪些伴流会对螺旋桨性能产生影响。
三、计算题
1. 要制作一个3米长的船模来模拟一条船长为120米，排水量为50 MN（1MN=106牛顿），设计航速为20节的船。
求船模的排水量，船模在实船设计航速时的试验速度。
2. 某螺旋桨设计直径2.7米，转速275RPM，进速15kn，敞水实验桨模最高转速600RPM，实验条件水流速度4kn，试求该桨模直径
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船舶阻力习题
1．根据船舶阻力产生的物理现象，对船舶阻力进行分类。
2．简述摩擦阻力的成原因及减少粘性阻力的途径。
3．简述粘压阻力的成因及减少粘压阻力的途径。
4．简述兴波阻力的成因及减少兴波阻力的途径。
5．要制作一个3米长的船模来模拟一条船长为120米，排水量为50 MN （1MN=106牛顿），设计航速为20节的船。
求船模的排水量，船模在实船设计航速时的试验速度。
6．某船排水量为82.1 MN，船长为131米，湿表面积为9850平方米，设计航速为16节。
现用一个船长为4.88米的船模进行试验，在相应的设计航速，测得船模总阻力为74N，试计算实船的总阻力。
（在15o C，海水密度为1025.6 kg/m3，粘性系数ν=1.19×106淡水密度为999.1 kg/m3，粘性系数ν=1.14×106）7．已知某船长70米（20米长平行中体）的船在船速为14节处有一阻力峰值，其相邻的另一峰值在该峰值的（3/5）0.5倍处。
求该船主峰值所在的船速。
如果现将平行中体增加15米，其它保持不变，求其相应的各阻力峰值所在船速。
8．某驱逐舰长122米，在其最高航速时，其艏波的波谷与尾波的波谷重合。
假定该舰的兴波长度为0.9倍舰长，求该舰的最高航速。
如果保持舰的最高航速不变，要使艏波的波峰与尾波的波谷重合，其相应的舰长应是多少？1．根据船舶阻力产生的物理现象，对船舶阻力进行分类。
根据船舶阻力产生的物理现象，船舶阻力可分为摩擦阻力，粘压阻力和兴波阻力。
2．简述摩擦阻力的成原因及减少摩擦阻力的途径。
成因：摩擦阻力是由于水的粘性作用，使船体表面产生了摩擦力，它在船舶运动方向上的合力便是摩擦力。
减阻途径：（1）减小湿表面积：如低速船舶采用较小的∇/L3（或较小的L/B）；减少不必要的附体；采用表面积小的附体。
（2）改善船体表面的粗糙度：使船体表面尽量光滑；采用无害防污油漆等。
（3）边界层控制：吹喷流体，减少紊流和分离。
船舶阻力习题答案
船舶阻力习题答案船舶阻力习题答案船舶阻力是指船舶在航行过程中克服水流、空气流动等因素所产生的阻碍力。
了解船舶阻力的计算方法对于设计船舶和提高航行效率至关重要。
本文将针对一些船舶阻力习题，给出详细的解答。
1. 一艘船的阻力与船速的关系如何？船舶阻力与船速之间存在着一种非线性关系，即随着船速的增加，阻力也会逐渐增加。
这是由于船舶在航行过程中需要克服水流的阻碍力，而水流的阻碍力与船速成正比。
当船速达到一定值后，阻力的增加将会逐渐减缓，直至达到一个平衡点。
2. 如何计算船舶的摩擦阻力？船舶的摩擦阻力可以通过计算船体湿表面积与摩擦阻力系数的乘积来获得。
摩擦阻力系数可以根据船体的形状和光滑度来确定。
一般来说，摩擦阻力系数随着船速的增加而增加。
因此，摩擦阻力的计算需要考虑船速对阻力系数的影响。
3. 船舶的波浪阻力如何计算？波浪阻力是船舶在航行过程中产生的波浪所带来的阻碍力。
波浪阻力的计算可以通过计算船舶在航行过程中所产生的波浪能量来获得。
波浪能量的计算需要考虑船体的形状、船速以及水的密度等因素。
一般来说，波浪阻力随着船速的增加而增加，但增速逐渐减缓。
4. 如何计算船舶的空气阻力？船舶在航行过程中还会受到空气阻力的影响。
空气阻力的计算可以通过计算船舶在航行过程中所受到的空气压力和摩擦力来获得。
空气阻力的大小与船体的形状、船速以及空气的密度等因素有关。
一般来说，空气阻力随着船速的增加而增加。
5. 如何计算船舶的总阻力？船舶的总阻力可以通过将摩擦阻力、波浪阻力和空气阻力相加来获得。
总阻力的大小与船体的形状、船速以及水和空气的密度等因素有关。
在实际计算中，需要考虑这些因素的综合影响，以获得最准确的总阻力值。
总结：船舶阻力的计算是设计船舶和提高航行效率的重要一环。
通过对船舶阻力习题的解答，我们可以更好地理解船舶阻力的计算方法。
了解船舶阻力的计算原理和影响因素，有助于优化船舶设计和提高航行效率，从而更好地满足航行需求。
船舶原理与结构_习题之二(船舶阻__
习题及参考答案（邹早建教授提供）一．船舶静力学部分1. 已知某海洋客货船的船长L =155m ，船宽B =18m ，吃水d =7.1m ，排水体积Ñ=10900m 3，中横剖面面积A M =115m 2，水线面面积A W =1980m 2。
求该船的方形系数C B 、水线面系数C W 、中横剖面系数C M 、纵向棱形系数C p 及垂向棱形系数C vp 。
解：550.01.71815510900B =⨯⨯=⨯⨯∇=d B L C710.0181551980W W =⨯=⨯=B L A C900.01.718115M M =⨯=⨯=d B A C612.015511510900M p =⨯=⨯∇=L A C775.01.7198010900A W vp =⨯=⨯∇=d C2. 已知某船方形系数C B =0.50，水线面系数C W =0.73，在海水中平均吃水d =8.20m ，求船进人淡水中的平均吃水（已知在水温15︒C 时，淡水的密度为999.1kg/m 3，海水的密度为1025.9kg/m 3）。
解：记海水的重度为 γ1＝ρ1⨯g ，淡水的重度为 γ2＝ρ2⨯g ，船进人淡水中的平均吃水为d 2。
在海水中的排水体积为 ∇1＝C B ⨯L ⨯B ⨯d ，排水量为 ∆1＝γ1⨯∇1＝γ1⨯C B ⨯L ⨯B ⨯d ，其中L 为船长，B 为船宽。
假设船舶从海水中进入淡水中时水线面面积保持不变，则船舶在淡水中的排水量为 ∆2＝γ2 (∇1+ C W ⨯L ⨯B ⨯δd )，其中δd 为船舶从海水中进入淡水中的吃水变化。
由于船舶从海水中进入淡水中时排水量保持不变，所以有γ1⨯C B ⨯L ⨯B ⨯d ＝γ2 (∇1+ C W ⨯L ⨯B ⨯δd )γ1⨯C B ⨯L ⨯B ⨯d ＝γ2 (C B ⨯L ⨯B ⨯d + C W ⨯L ⨯B ⨯δd )解得：d C C d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=121W B γγδ 由上式可知，当γ1 > γ2时，δd > 0，即吃水增加；当γ1 < γ2时，δd < 0，即吃水减小。
《船舶阻力》思考题与习题(5页)
《船舶阻力》思考题与习题思 考 题1、船舶阻力与船舶快速性有什么关系？2、船舶阻力研究的内容和目的是什么？有哪些研究方法？3、船舶阻力(水阻力)分类的方法有哪几种？4、产生船舶阻力的主要原因是什么？5、航速与各阻力成分有什么关系？掌握这些关系有什么实际意义？6、潜艇与水面船舶所受到的阻力有何同异？7、无限流场中的实船与水池中的船模是否满足力学相似条件？ 8、在理想流体中作匀速运动的前后非对称的物体是否受到阻力作用？ 9、船的压阻力为(,)P SR P C O S P X ds =⎰⎰。
当物体为前后左右对称时，试问该物体在水中作匀速直线运动时是否受到压阻力作用？若换成前后对称的回转物体，在水下和水面上作匀速直线运动所受到的阻力又有什么不同？10、什么是傅汝德数、雷诺数、相应速度？试说明之（写出表达式即可）。
11、什么叫傅汝德比较定律？在船舶阻力中有什么作用？ 12、如何导出全相似？为什么说船模与实船不能满足全相似？ 13、傅汝德假定的内容是什么？它有哪些优缺点？14、产生边界层的原因是什么？边界层的边界线为什么不是流线？15、边界层内有哪几种流动状态？各种流态有什么特点？边界层内流速分布 规律如何？16、船体表面弯曲对摩擦阻力产生形状效应，为什么船的摩擦阻力仍可以用相 当平板公式计算？17、Froude 平板摩擦阻力公式，ATTC Line ，柏一许公式及ITTC —57摩擦线公 式是什么？四个摩擦阻力系数公式各是根据什么得出的？18、船模发生界层分离时，相应速度下的实船也会发生界层分离，你认为对吗？ 在船模—实船阻力换算中是怎样考虑这一问题的？ 19、球鼻首对降低兴波阻力有什么作用？试说明之。
20、兴波阻力的成因是什么？什么叫船波？它与平面进行波有什么相互联系？ 21、经典兴波理论与波形分析法求R w 的基本思路及其区别是什么？ 22、Michell 公式是怎样将R w 与船体几何形状相联系的？23、船波系由哪几个波系组成？Kelvin 波型图能反映出船行波的哪些特点？ 24、兴波阻力表达式6[cos(2/)]W S R A B mL V πλ=+能说明兴波阻力的哪些现象？ 25、何谓船波的有利干扰和不利干扰？用什么方法来预测？26、增加船的平行中体对兴波阻力有无好处？应怎样选择合适的平行中体？ 27、减小兴波阻力的方法有哪些？球鼻首能降低兴波阻力吗？为什么？ 28、兴波阻力有哪些特性？它与汹涛阻力有什么不同？29、何谓自由表面？兴波阻力、波形阻力、破波阻力与之有关吗？ 30、破波阻力是如何产生的？球鼻首有减少破波阻力的作用吗？ 31、船模阻力试验的内容是什么？它有什么作用？ 32、怎样确定船模尺度，过大或过小行不行，为什么？ 33、有哪几种激流方法，激流装置应装在什么位置？为什么？34、二因次和三因次换算法的依据是什么？怎样将船模阻力换算到实船？35、什么叫“尺度效应”、“阻塞效应”？“三因次”这个名称说明了什么？36、常用的阻力试验数据表达方法有哪几种？37、海军系数C的表达式及其含义？38、什么叫船型？讨论船型对阻力影响时应注意些什么？39、影响阻力的主要船型参数有哪些？为什么有的参数又不考虑呢？40、Fn或/V在研究船型阻力影响时有什么作用？为什么不直接采用船速V s来研究这一问题？41、排水型船舶如何分类？它们的阻力成分怎样？设计中怎样考虑？42、横剖面面积(分布)曲线包含有哪些特征参数？43、高速船、中速船C P值的选取原则？为什么？44、试说出L、B／T、C b、C p、C m对阻力的影响，浮心纵向位置X c在低、中、高速三种船型中应如何取方对阻力有利？45、试说出球鼻首在低，中、高速船型中减少阻力的作用？46、简述平行中体长度，进、去流段长度及横剖面面积曲线两端形状、设计水线两端形状、横剖面形状对阻力有什么影响？47、什么叫双尾船型、蜗尾船型、双尾鳍船型，它们各有什么优缺点？48、双体船、三体船的主要优缺点有哪些？习 题一、名词解释层流底层 理想流体 相应速度 相当平板 理论 形状因子 形状效应 形状系数 摩擦阻力 粘压阻力 旋涡阻力 形状阻力 分离阻力 空气阻力 附体阻力 兴波阻力 破波阻力 自然波阻 波形阻力粘性阻力尾流阻力汹涛阻力兴波长度粗糙度补贴（系数）△C F 换算补贴C A 局部粗糙度 普遍粗糙度 方形系数棱形系数 最佳船长L opt 相对长度污底；激流修长系数d虚长度（假尾）二、填 空1. 船的裸体阻力按应力观点可分为① 阻力和② 阻力；其中的②可分为③阻力和④阻力。
船舶阻力课外作业 (1)
船舶阻力课外作业1. 某海船航速)(0.100m L =，)(0.14m B =,)(0.5m T =,)(0.42003m =∇，湿面积s =5.90(m 2)，V =17.0(kts )，阻力试验中所用船模缩尺比25=α，在相当速度下测得兴波阻力w R =9.8(n)，试验水温为12︒C ，试求：1）船模的相当速度及排水量；2）20︒C 海水中实船的兴波阻力w R 。
注：1节(knot)=1.852(公里/小时)2．设825.1V R f ∝，2V R vp ∝，4V R w ∝，在某一航速下，t f R R %80=，t vp R R %10=，t w R R %10=，试计算当速度增加50％后，f R 、vp R 、w R 各占总阻力的百分比。
3. 某船长L =100m ， V =7.83m/s ，F n =0.25，相应船模的缩尺比25=α。
设流态转换的临界雷诺数R ncr =5×105，水的粘性系数ν=1.14×10－6m 2/s ，试以相当平板计算实船、船模层流段的长度范围。
4．试证船型的仿射变换不改变其方形系数。
（参见：《船舶阻力》，李世谟著）5．试证影响船舶阻力的六个船型参数B L 、T B 、P C 、B C 、M C 、3L ∇中独立参数不超过四个。
6．某海船模型速度V m =1.75(m/s)，)(1.6m L =，)(82.03m =∇，湿面积s =5.90(m 2)，缩尺比20=α，测得总阻力R t =34.1(n)，试验水温为20︒C ，试用傅汝德换算法求15︒C 海水中实船的总阻力。
注： 2)2(075.0-=n g f R l C ，3104.0-⨯=∆f C附表：15︒C 20︒C海水： ρ＝1026.22( kg/m 3) ρ＝1025.05( kg/m 3)ν=1.18831×10－6（m 2/s ） ν=1.05372×10－6（m 2/s ）淡水： ρ＝999.34( kg/m 3) ρ＝998.46( kg/m 3)ν=1.13902×10－6（m 2/s ） ν=1.00374×10－6（m 2/s ）7.某海船模型速度V m =1.54m /s ，F n =0.22，测得R t =43.1(n)，模型湿面积s =9.0(m 2)，缩尺比30=α，试验水温为20︒C ，试求实船在15︒C 下的有效功率。
船舶阻力推进计算题及答案
船舶阻力与推进典型例题详解1.1.FroudeFroude 比较定律和Froude 假定及其相关一些概念例题1：某万吨船的船长=wl L 167m，排水量=∆25000t，航速kn V s 16=，对应船模缩尺比33=α，试着求船模的长度、排水量及其相应的速度。
解：根据流体力学中相似定律，可以知道有以下规律：α=VmVsα=m sL L 3αρρsm m s =∆∆因此求解结果如下表所示：参数Lwl(m)∆(t)Vs 实船1672500016船模5.0606060610.6956618532.7852425例题2：设有五艘尺度、船型、航速各不相同的船舶如下表：船类船长（m）航速（kn/h）货船12012客货船16023高速客船8523鱼雷艇2632拖轮46127分别计算它们的Froude 数Fn 和速长比LV s，并判断它们属于何种速度范围？解：注意计算Froude 数中各个量单位，gLV Fr s=，其中速度使用m/s 单位，g 为9.8m/s^2，L 单位为m ，而在速长比中，v 的单位为kn ，L 的单位为ft ，两者关系：L V F sr 2977.0=Fr LVs355.3=计算结果如下：L （m ）航速（kn/h ）Vs(km/h)Fr 船长（ft ）速长比货船120.0012.00 6.170.18393.700.60客货船160.0023.0011.830.30524.93 1.00高速客船85.0023.0011.830.41278.87 1.38鱼雷艇26.0032.0016.46 1.0385.30 3.46拖轮（单放）46.0012.00 6.170.29150.920.98拖轮（拖带）46.007.003.600.17150.920.57例题3：某海船m L wl 100=,m B 14=,m T 5=,排水体积34200m =∇，航速为17kn，（1）试求缩尺比为20、25、30、35时船模的相当速度和重量；（2）当缩尺比为25，在相当速度时测得兴波阻力为1公斤，实验水池温度为12度，求其他船模在相当速度时的兴波阻力；（3）所有船模对应的实船在水温15度的海水中兴波阻力为多少吨？解：第一问考查相似定律，第二问考查Froude 比较定律，计算结果如下：α实船排水体积船模排水体积（m3）实船航速(m/s)船模速度（m/s ）船模相当重量kg 船模Rw （kg ）实船（kg ）204200.000.538.74 1.96524.50 1.9516049.77254200.000.278.74 1.75268.54 1.0016049.77304200.000.168.74 1.60155.410.5816049.77354200.000.108.741.4897.870.3616049.772.二因次法解决船舶阻力问题(62)(B)例题4：某海船的水线长m L wl 100=，宽度m B 14=，吃水m T 5=，排水体积34200m =∇，中央剖面面积269m A M =，航速17kn，试求尺度比为25=α的船模相应速度。
船舶阻力练习题
（1）梯形法（十等分）求面积，
（2）辛氏法（十等分）求面积；
（3）定积分，并以定积分所得的数值为标准，求出其他两种方法的相对误差．
1－11 对下图所示的两个横剖面的半宽及其水线间距（单位为 m）先修正其坐标，然后
用梯形法计算其面积。
z 4
2.24
3 2.00
2 1.60
1 1.20
0
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
பைடு நூலகம்3）纵向棱形系数 CP。
1－8
设曲线方程为
y＝sinx，利用下列各种方法计算
∫π 0
sin
xdx
，将其与算到小数后五位
值的精确解进行比较，并求出相对误差。
（1）梯形法（三坐标）；
（2）辛浦生法（三坐标）；
（3）乞贝雪夫法（三坐标）。
1－9 某水线半宽可用下列方程式 y = 1.53 x 表示，
（1）按比例画出 0 至 30m 一段水线面形状；
习题
1－1 某海洋客船船长 L＝155m，船宽 B＝18.0m，吃水 d＝7.1m，排水体积▽＝10900m3、 中横剖面面积 AM＝115m2，水线面面积 Aw＝1980m2，试求：
(1)方形系数 CB；（2）纵向棱形系数 CP；（3）水线面系数 CWP；（4）中横剖面系数 CM；（5） 垂向棱形系数 CVP。
z 4
6.00
3 5.16
2 4.10
1 2.25
y
0
y
1－12 某船的水线面曲线在各站号处的半宽值如下表所列（站距为 12m） 站号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
半宽 yi(m) 0 6.35 8.55 8.67 8.67 8.47 8.67 8.60 7.55 4.18 0 （1）画出该曲线； （2）先修正坐标，然后列表求其面积。
船舶阻力
五、计算题（每小题 10 分，共 20 分）1. 已知某内河船船模长4m ，湿面积4.6m 2，缩尺比α=36，在试验水池中速度为1.8m/s 时测得总阻力为3.6kgf ，求：实船相应航速、总阻力、有效马力（摩擦阻力按1957ITTC 公式；不考虑粗糙度补贴，ν=1.3064*10-6m 2/s ，ρ=999.63kg/m ）解：傅如德换算关系：Rts=Rfs+（Rtm-Rfm ）α3Vs=α0.5Vm=6*1.8=10.8m/sSs=Sm*α2=4.6*36*36=5961.6Re=VL/vRes=VsLs/v=10.8*100*10-6/1.3064=8.267*108Rem=VmLm/v=1.8*4*10-6/1.3064=5.511*106Cfs=0.075/（lgRe-2）2 = 0.001567Cfm=0.075/（lgRe-2）2 = 0.003336Rfs= Cfs 0.5ρSsVs 2=0.0016*0.5*2875*999.63*116.64=268172.7NRfm= Cfm 0.5ρSmVm 2=0.003336*0.5*4.6*999.63*3.24=24.85NRts=Rfs +（Rtm-Rfm ）α3=268172.7+（3.6*9.8-24.85）α3=268172.7+162968.8=431141.5N=43994kgPe=V*T/75=10.8*35666/75=6335hp3. 现欲设计一新船，L=112m ，△=6850吨，试用海军系数法求该新船在航速11节时的有效功率。
（母型船：L=115m ，B=15.6m ，T=5.5m ，Cp=0.735， ▽=7104m 3， △= 7325吨，航速12节时的有效功率为900 kW ）解：e e P V C 32∆= 01e e C C = 即 03020131321e e P V P V ∆=∆ 则 9001273251168503321332⨯=⨯e P计算得 93.6622=e P kW4. 某海船水线长175=WL L m ，宽B=28m ，吃水T=11m ，排水量∆=39780t ，m C =0.986，试用P 理论法校验当航速v=18.3kn 时，兴波阻力处于第几峰点或谷点？ 解：72.01128175025.139780=⨯⨯⨯=∆=∇=LBT LBT C B γ 73.0986.072.0===m B P C C C666.0217573.08.95144.03.182=⨯⨯⨯===ππλLgC vL C p P P处于第3峰点。
船舶阻力思考题与习题
《船舶阻力》思考题与习题第一章 总论1）《船舶阻力》学科的研究任务与研究方法。
2）船舶在水中航行时，流场中会产生那些重要物理现象？它们与阻力有何关系？3）影响船舶阻力的主要因素有那些？4）各阻力成分及其占总阻力的比例与航速有何关系？5）物体在理想流体无界域中运动时有无阻力？6）何谓二物理系统的动力相似？7）何谓傅汝德（Froude ）相似律？8）何谓雷诺（Reynolds ）相似律？9) 船模试验中能否实现“全相似”？为什么？10）何谓“相应速度”（又称“相当速度”）？11）某海船航速)(0.100m L =，)(0.14m B =,)(0.5m T =,)(0.42003m =∇，湿面积s=5.90(m2)，V=17.0(kts)，阻力试验中所用船模缩尺比25=α，在相当速度下测得兴波阻力w R =9.8(n)，试验水温为12︒C ，试求：i ）船模的相当速度及排水量；ii ）20︒C 海水中实船的兴波阻力w R 。
注：1节(knot)=1.852(公里/小时)12）设825.1V R f ∝，2V R vp ∝，4V R w ∝，在某一航速下，t f R R %80=，t vp R R %10=，t w R R %10=，试计算当速度增加50％后，f R 、vp R 、w R 各占总阻力的百分比。
第二章 粘性阻力1）何谓“相当平板”？2）摩擦阻力与流态的关系如何？雷诺数对摩擦阻力的影响如何？3）船体表面纵、横向曲度对摩擦阻力影响如何？4）何谓“水力光滑”？5）何谓“粗糙度补偿系数”？为何将其称为“换算补贴”或“相关补贴”？6）何谓“普遍粗糙度”？何谓“结构粗糙度”？7）你了解哪些关于减少摩擦阻力的近代研究，自己有何设想？8）试述粘压阻力的成因与特性9）为降低粘压阻力，对船型有何要求？10）试证在边界层未分离情况下，粘压阻力仍存在。
（考虑利用边界层方程与Lagrange 积分）11）你所了解的粘性阻力理论计算的研究现状与水平。
船舶阻力习题答案
船舶阻力与推进（2）参考答案第三章 兴波阻力1.某长江双桨客货船水线长108m ，方形系数0.594，中横剖面系数0.97。
试用圆圈P 理论判别航速15.5kn 、16.7kn 、19.5kn 时阻力是处于峰值还是谷值。
解：依题意得：612.097.0594.0===M B P C C C 当m/s 973.7kn 5.15==V 时，767.0108793.7==L V 根据767.0612.0==LV C P ，查图3-14知：阻力处于谷值 当m/s 590.8kn 7.16==V 时，827.0108590.8==L V 根据827.0612.0==LV C P ，查图3-14知：阻力处于谷值 当m/s 031.10kn 5.19==V 时，965.0108031.10==L V 根据965.0612.0==LV C P ，查图3-14知：阻力处于峰值 2.某沿海货船垂线间长86m ，服务航速10.8kn ，最大航速11.62kn ，棱形系数0.757.试问该船在上述两个航速下圆圈P 值为多少？是否属于有利范围。
解：当m/s 556.5kn 8.10==V 时551.014.3286757.08.9556.52=⨯⨯⨯==πL gC V P P 根据599.086556.5757.0===L V C P ，查图3-14知：有利干扰 当m/s 977.5kn 62.11==V 时593.014.3286757.08.9977.52=⨯⨯⨯==πL gC V P P根据645.086977.5757.0===L V C P ，查图3-14知：不利干扰 3.已知某船船长100m ，船宽12m ，吃水6m ，横剖面面积曲线是关于船长的一个分段函数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤+--<≤--<≤-++-=501570)15(352152070205070)20(90722x x x x x A s ，当航速为15kn 时，求船体首尾横波相位差。
“船舶阻力”作业
船舶阻力作业1．某万吨船的船长L wL =167m ，排水量∆=25000吨，航速Vs=16节，如船模的缩尺比α=33，试求船模的长度、排水量及其相应速度。
2．某海船L wL =100m ，B=14m, T=5m, 排水体积∇=4200m 3, 航速V=17节。
今以缩尺比α=25的船模在相应速度下测得兴波阻力1公斤，试求当缩尺比为α=35时在相应速度下的兴波阻力。
3．船模试验时，测得船模速度为Vm=1.10m/s 时，剩余阻力系数Cr=1.36⨯10-3, 模型缩尺比为α=40，实船湿面积S=800m 2, 试求实船剩余阻力。
4．某海船船长为L=86.0m ，服务航速Vs=10.8节，最大航速Vmax=11.8节，棱形系数Cp=0.757,试求该船在此两航速下的值？是否属于有利范围？5．设某船的速度为每小时23公里，其对船模尺度比为25，若在船模试验时已保证两者的傅汝德数均为0.3, 求船和船模的雷诺数，令运动粘性系数ν=1.57⨯10-6 m 2/s6．某海船的水线长L wL =126m ，宽度B=18m, 吃水T=5.6m ，方形系数C b =0.62，棱形系数Cp=0.83，速度Vs=12节，求其摩擦力。
令∆C F =0.0004，水温t=10︒C ，分别应用ITTC 公式，桑海公式和柏兰特许立汀公式。
7．某海船的水线长L wL =100m ，宽度B=14m, 吃水T=5m ，排水体积∇=4200m 3，中央剖面面积A m =69m 2，船速Vs=17节，试求尺度比为α=25的船模的相应速度。
若经船模试验测得在相应速度时的阻力为2.5公斤，试验池水温为10︒C ，试求实船有效功率，摩擦阻力分别应用ITTC 公式，和柏兰特许立汀公式计算。
令∆C F =0.00048．某长江船的水线长L wL =65m ，宽度B=12.5m, 吃水T=2.4m ，方形系数C b =0.6000，棱形系数Cp=0.609，速度Vs=14节，求其摩擦阻力。
《船舶快速性(船舶阻力与推进)》期末考试试卷附答案
《船舶快速性（船舶阻力与推进）》期末考试试卷附答案一、单选（共20小题，每小题3分，共60分）1．对船舶粘压阻力影响最大的因素是（ ）A ．船舶前体形状B ．船舶后体形状C ．船舶速度D ．船舶长度2．船舶阻力中属于压差阻力的是（ ）A ．摩擦阻力和粘压阻力B ．粘压阻力和兴波阻力C ．摩擦阻力和兴波阻力D ．破波阻力和粘压阻力3．以下对雷诺数νVx =Re 对摩擦阻力的影响的描述正确的是（ ）A ．来流速度V 不变时，由于x 增大引起Re 增大时，摩擦阻力减小B ．当x 不变时，由于速度V 增大引起Re 增大时，摩擦阻力减小C ．雷诺数增大，摩擦阻力减小D ．雷诺数增大，摩擦阻力增大4．船舶兴波中存在相互干扰的波系是（ ）A ．船首散波系和船尾散波系B ．船首散波系和船尾横波系C ．船首横波系和船尾散波系D ．船首横波系和船尾横波系5．匀速直线运动的船舶，其船行波波能的传播速度与船速的关系是（ ）A ．二者相等B ．前者为后者的一半C ．前者为后者的两倍D ．与船型相关6．下列对船模数据的表达不恰当的是（ ）A ．∆/~R F rlB ． ∆∇/~R F rC ． )/(~2∇∇∆r r F R FD ． )/(~2∇∆r rl F R F 7．保持排水量和长度不变时，改变棱形系数时，下面对其对阻力的影响描述不正确的是（ ）A ．其对摩擦阻力的影响很小B ．低速时，棱形系数小，剩余阻力小C ．中速时，棱形系数小，剩余阻力小D ．高速时，棱形系数小，剩余阻力小8．浅水中船舶的阻力与深水相比会（ ）A ．增大B ．减小C ．基本一致D ．视具体情况况而定9．高速船的船型一般比低速船瘦长，主要是为了减小（ ）A ．兴波阻力B ．粘压阻力C ．摩擦阻力D ．破波阻力10．以下对于滑行艇的描述正确的是（ ）A ．滑行艇的重心位置一般在船舯处，以调整其航行时的姿态B ．滑行艇一般采用较大的长宽比，以降低高速航行时的阻力C ．滑行艇的重心位置一般在船舯之后，可使滑行艇以“最佳航行纵倾角”航行D ．滑行艇尺度越大，滑行面积越大，越容易进入滑行状态11．船舶推进效率是（ ）A ．由螺旋桨敞水效率、船身效率、相对旋转效率和轴系效率组成B ．船舶有效功率与螺旋桨船后收到功率的比值C ．船舶有效功率与螺旋桨敞水收到功率的比值D ．螺旋桨推力功率与敞水收到功率的比值12．习惯上常常采用节()kn 来作为船舶速度的单位，以下表达正确的（ ）A ．s m kn /852.11=B ．s m kn /51444.01=C ．s m kn /0.11=D ．h km kn /11=13．等螺距螺旋桨（ ）A ．各半径处螺距和螺距角都相同B ．各半径处螺距和螺距角都不同C ．各半径处螺距角都不同D ．各半径处螺距有可能不同14．螺旋桨桨叶带有一定的向后纵斜的好处是（ ）A ．减小螺旋桨自身的水阻力B ．相对增大桨的直径，提高敞水效率C ．增大与船体尾框的间隙，减少由桨引起的船体振动D ．为了避免螺旋桨空泡的出现15．根据理想推进器理论，螺旋桨载荷系数越小，螺旋桨效率（ ）A ．越高B ．越低C ．不一定D ．不变16．在拖曳水池中进行螺旋桨敞水试验，当沉深足够时，需要满足的相似条件是（ ）A ．空泡数相等B ．雷诺数相等C ．傅氏数相等D ．进速系数相等17．所谓实效伴流指（ ）A ．推力等于零时的伴流B ．在没有螺旋桨时桨盘处的伴流C ．不考虑粘性时的伴流D ．有螺旋桨存在时，桨盘处的伴流18．增大伴流（ ）A ．对于提高船身效率有利，但是对敞水效率不利B ．对于提高船身效率和敞水效率均有利C ．对于提高船身效率有利，但是对于相对旋转效率不利D ．对于提高船身效率和敞水效率均不利19．桨叶不产生空泡的条件为（ ）A ．叶切面上的减压系数大于空泡数B ．叶切面上的减压系数小于空泡数C ．叶切面上的减压系数等于空泡数D ．叶切面上的减压系数恒等于常数20．主机负荷过重，主机转速达不到额定转速（相差不大），在不改变桨的设计前提下，最简单的办法是（ ）A ．更换主机B ．更换齿轮箱C ．削桨，将桨的直径略微减小D ．增设压浪板二、填空（共5空，每空2分，共10分）1．附体阻力的主要成分是 与 。
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第一章总论
1.什么是“船舶快速性”？船舶快速性研究的主要内容有哪些？
2.为什么船舶快速性问题，通常分成“船舶阻力”和“船舶推进”两部分来研究？
3.简述水面舰船阻力的组成，及每种阻力的成因？
4.简述船舶阻力分类方法。
5.什么是船舶动力相似定律？研究船舶动力相似定律有何意义？
6.在什么条件下，任意2条形似船，只要它们的Re和Fr相等，则它们有相同的总阻力系数？
7.已知某远洋货轮的水线长152m，设计航速16.45kn，制作长为3.04m的船模，进行阻力试验。
分别求满足粘性力、重力相似条件的船模速度（假定实船与船模的流体运动粘性系数相同）？
8.某舰设计水线长L=84.4m，湿面积S=728m2，航速Vs=34kn。
今用α=40的船模在重力相似条件下进行阻力试验，测得水池温度t=12℃(淡水)。
试求：
1）相应的船模速度Vm(m/s)?
2）此时实船及船模的雷诺数各是多少？
3）若测得该相应速度时船模的兴波阻力为Rwm=0.52kgf，试求该舰（在15℃海水）的兴波阻力Rws？
第二章粘性阻力
1. 实际工程中是怎样处理船舶粘性阻力的？
2. 试述摩擦阻力的成因，及流体流态、雷诺数、船体湿面积对摩擦阻力的影响。
3. 船体表面边界层与平板边界层有哪些不同？
4. 小结平板摩擦阻力系数计算公式，公式名称、表达式、参数、适用范围等。
5. 试述船体表面粗糙度对摩擦阻力的影响及其计算处理方法。
6. 什么是污底？污底对船舶阻力有什么影响？
7. 减少船体摩擦阻力的有效、实用方法有哪些？
8. 试述粘压阻力的成因、基本特性，及船体粘压阻力的处理方法。
9. 船舶设计时从降低船体粘压阻力出发，应该注意哪些方面？
10. 试述琼斯尾流测量法确定船体粘性阻力的基本原理和方法
11. 某海上单桨运输船，水线长L=126m宽B=18m，吃水T=5.6m，方形系数Cb=0.62，速度Vs=12kn，试用各种公式计算摩擦阻力（ts=15℃,ΔCf =0.0004）。
12. 题1-7中远洋货轮的船模数据：缩尺比α=50，水线长Lw1=3.04m，宽B=0.408m，吃水T=0.164m，排水体积▽=0.132m3，中横剖面系数Cm=0.984，试验水温t=26℃，试验数据如下：
似条件下，实船在相应速度下的Rts-vs曲线（取实船水温ts=15℃，ΔCf =0.0004，湿面积按桑地公式计算）。
第三章兴波阻力
1. 试述深水平面进行波的波形、波长、周期、波速、波能、波能传播速度，及其相互关系。
2. 简述船行波的成因。
3. 试述船行波有哪些主要特性？
4. 什么是兴波长度mL？试用兴波长度来说明船舶兴波干扰的结果。
5. 试述船体兴波阻力的主要特性。
6. 船型对兴波阻力有哪些影响？
7. 怎样用○p理论预测兴波干扰的结果？
8. 怎样用傅汝德数预测波阻的峰、谷点？
9. 怎样用船模试验法确定船体兴波阻力？
10. 减小兴波阻力有那些途径？相应根据是什么？
11. 什么是破波阻力？破波阻力是怎样产生的？
12. 破波阻力有哪些特性？
13. 船舶阻力有哪些分类方法，各类方法有什么缺陷？
第四章附加阻力
1. 什么是附体阻力？确定附体阻力的实用方法有哪些？
2. 从减小附体阻力出发，附体设计时应注意哪些原则？
3. 如何确定船舶航行中的空气阻力？船舶设计中怎样减小空气阻力？
4. 什么是波浪中阻力增值？它受那些因素的影响？
5. 船舶设计时，怎样选择船舶的储备功率？
第五章船模阻力试验
1. 进行船模阻力试验的目的有哪些？
2. 进行船模阻力试验时满足动力相似的要求有哪些？
3. 进行船模阻力试验前应做哪些准备工作？
4. 进行船模阻力试验需要测量哪些数据？一般应怎样测量这些数据？
5. 试述用傅汝德方法将船模试验结果换算成实船的阻力的方法。
6. 试述用三因次法将船模试验结果换算成实船的阻力的方法。
如何确定系数k?
7. 几何相似船模组试验是怎样验证傅汝德假定的正确性的？
8. 怎样用几何相似船模组试验确定形状因子(1+k)的值？
9. 某舰长L=120m，用Lm=4m的船模进行阻力试验，该舰的速度范围为15-35kn，试求船模试验的速度范围，如果试验水温为20℃，则相应的试验雷诺数范围是多少？
10. 某驱逐舰长L=110m，湿面积S=1300m2，船模比尺α=50，试验水温tm=20℃，结果如下：
11. 根据2-12题给出的模型试验结果，分别用二因次和三因次换算方法计算实船全速航行时的有效功率。
（△Cf=0.4×10-3，k用普鲁哈斯卡法计算）。
12. 将2-12题的计算结果分别按泰洛表达法整理成Rt/Δ—Fr和Rt/(ΔFr2)—Fr曲线；按傅汝德表达法整理成○C--○K曲线。
第六章船型对阻力的影响
1. 在讨论船型对阻力影响时，如何根据航速对船型分类？各类船型的阻力特性如何？
2. 在讨论船型对阻力影响时，如何派生船模系列？典型的船模系列有哪些？它们的系列特点是什么？
3. 试述船长L、排水量△变化对船舶阻力的影响，应如何选取排水量长度系数？
4．宽吃水比B/T变化对船舶阻力有什么影响？在船舶设计中，如何选择B/T？
5. 小结一下方形系数Cb、纵向菱形系数Cp、舯横剖面系数Cm对船舶阻力的影响。
6. 船体横剖面面积曲线形状对船舶阻力有什么影响？
7. 船体满载水线形状对船舶阻力有什么影响？
8. 船体首尾端形状对船舶阻力有什么影响？试述球鼻首的减阻作用。
9.试述方尾、球鼻形船尾、双尾和双尾鳍、涡尾及不对称尾、隧道型船尾的船型特点及其阻力特性。
第七章阻力的近似估算方法
1. 研究船舶阻力近似估算方法有何意义？使用阻力近似估算方法时应注意些什么？
2. 某舰长L=86m，宽B=8.95m，吃水T=2.71m，排水量△=1272m3，棱形系数Cp=0.6，按泰勒图谱计算航速Vs=18～26kn时的有效功率EHP(△Cf=0.4×10-3，附体阻力Rap取裸体阻力的10%
3. 用陶德回归公式计算2-12题船的有效功率。
(x b=-0.45%L)
4. 某双螺旋桨船垂线间长Lpp=122m，设计水线长Lw1=125m，宽B=16.9m，吃水T=6.7m，排水量=8145t，Cp=0.62，浮心纵向位置xb=-1.5％Lpp，试用爱尔法计算船在14、15、16kn 时的有效功率？
5. 已知某远洋客货轮设计水线长Lw1＝152m，垂线间长Lpp＝147m，宽B＝20.4m，吃水T ＝8.4m，排水量△＝17000m3，浸湿面积S＝4080m2，方形系数Cb＝0.675，中横剖面系数Cm ＝0.984，浮心纵向位置xb＝-0.45％Lpp。
其α=50之模型试验结果（tm=15℃）为：Vm（m/s）0.765 0.983 1.201 1.420 1.638
Rtm（kgf）0.208 0.341 0.511 0.854 1.839
试用(泰勒方法及)兰泼-凯勒方法讨论此船Vs＝10～18kn时之有效功率并与模型试验结果（换算到实船）相比较；取△Cf=0.4×10-3，Cf用ITTC57公式计算。
6. 某护卫舰满载排水量△1=1195.5t，航速为20kn时之有效功率为2425hp，求：
①该舰超载为△2=1305 t时，若仍保持20kn航速，则需EHP=？
②若保持EHP=2425hp不变，则航速将减低多少？
第八章船在限制航道中的阻力
1. 何为回流速度？浅水如何影响摩擦阻力？
2. 浅水时的兴波图形和兴波阻力相对于深水时有何变化？
3. 说明许立汀方法计算浅水阻力的步骤；在此方法中：何为许立汀中间速度？它为什么不是对应V∞的真实浅水航速？
4. 已知某内河船长L=72m，宽B=13m，吃水T=2.4m，中横剖面面积Am=30.92m2。
其在深水中的阻力与航速的关系如下：
V∞(m/s) 4.02 4.92 5.81 6.71 7.60
Rt (kgf) 2365 3540 5280 7350 10485
Rf (kgf) 1698 2486 3505 4491 5690
试分别用许立汀中间速度法和阿普赫金法求出水深h=7.2m时相应的浅水阻力曲线。
5. 定性说明船在狭道中的阻力和航态的特性？为什么对处于亚临界速度范围的狭航道船的航速提出限制？。