2015-船舶阻力(7)-阻力的近似估算方法1

②
③ ④ ⑤Байду номын сангаас
根据
s
S C r 如果Cp>0.8且L/B≠6.5，由图7-6对 Am 进行修正。
计算Cr—Rr——Rt B/T≠2.4 修正 △Rt=±10（B/T-2.4）×0.5%Rt 2.4<B/T<3.0 取正；其他取负。 总阻力=Rt+ △Rt
S Cr C p L 的值，查 Am
7.3 母型船数据估算法
• 早期的泰勒系列试验图谱：单位排水量剩余阻力等值线的形式，英制单位。 • 1954年盖特勒对泰勒标准阻力数据进行了重新分析整理： 无量纲的剩余阻力系数图表。（不同排水体积系数（∨／L3），Cr—V/L0.5关 系曲线）——设计船的剩余阻力系数； 无量纲的湿表面积系数图谱——船体湿表面积，并记入一定的粗糙度补贴， 桑海公式——摩擦阻力系数。该系列图谱亦称为泰勒－盖特勒系列图谱。
2.泰勒－盖特勒系列阻力估算的具体步骤
e、计算总阻力Rt、有效功率Pe值。
总阻力系数：Cts=Cr`+Cf+ △Cf
总阻力 ： Rts=Cts*0.5v 2S`
有效功率：Pe=Rts v/1000
（N）
（kw）
不同V—重复上述计算—v-Pe曲线
母型—巡洋舰 —适用航速较高船型较瘦（双桨） —普通货船结果偏低
扩展的泰勒系列图谱估算法
剩余比阻力Rr／△图谱的函数关系：
B Rr / f1 , C , C p , Fr T
当B/T、C▽一定时，该函数关系可表示为：
Rr / f 2 C p , Fr
图谱形式是：对每一组B/T，以不同的C▽给出不同的图谱，每张图谱中以
无型线图 — 查Cs图谱 — 插值计算得Cs
如无型线图，则可近似认为其湿面积与标准船型湿面积相等，则可按照给定 的B/T值选用与其最接近的两张Cs图谱，并由给定的Cp、▽／L3值查得Cs值， 然后对B/T进行线性内插。
c、计算摩擦阻力系数Cf值。 桑海 Cf=0.4631/（lgRe）2.6 △Cf=0.4*10-3 注意：计算雷诺数时的船长应取水线长度。 d、求剩余阻力系数Cr值。 由B/T，Cp，▽/L3 、Fr选Cr 图谱 — 内插得Cr 如实船Cs `与标准船Cs不同，Cr须修正 Cr `=Cr*Cs/Cs `
船舶阻力近似估算方法
船舶阻力近似估算方法
在实际船舶设计中，应根据设计船与母型船或 设计船与阻力估算图谱所依据的船模系列之间的 相似程度等多方面因素，有针对性地选择估算方 法，来提高阻力估算的准确程度。
7.1 模型系列试验图谱估算法
应用模型系列试验图谱估算法就是根据模型系列试验资料， 直接给出阻力图表，在此图表的基础上对设计船的阻力进行估 算。在实际使用过程中，应针对设计船泊的类型，选择相应的 模型系列试验图谱进行估算。
第7章
船舶阻力近似估算方法
确定船舶阻力最准确的方法是通过船模试验，这也是目前 应用最为广泛的方法。 但在船舶设计初期（如方案设计阶段），船舶的主尺度和船 型系数已经确定，但型线尚未确定，此时还不能通过模型试 验方法确定船模阻力，只能用近似方法对船舶阻力进行估算。
阻力估算的目的： 1）在主机已定的情况下，预报船舶能够达到的最大航速；
CtL Ct122 SFC SFC 99.18Cs L
1 3
C fL C f 122
2
: m
3
式中
C f 0.083 lg Re 1.65
L B Cs 3.432 0.305 0.443 0.643Cb B T CtL Vs3 Pe kw 1476.3L
B/T=2.25
1. 图谱形式和参数范围
（2）无量纲湿面积系数Cs图谱 无量纲湿面积系数Cs图谱 函数关系为
B Cs f3 , C p , 3 L T
所以， Cs 图谱的形式为，以每一组 B/T 值给出一张图 谱，表示为在不同Cp和 时的Cs等值曲线，如图所 3 L 示。 显然，根据设计船的B/T，Cp和 查得Cs值，进而可按下式求得船体的湿面积
r 2 3 r
B C r f 1 , C p , 3 , Fr L T
显然，当B/T、Cp一定时，该函数关系式可表达为：
Cr f 2 3 , Fr L
所以，给出的图谱形式为：对每一组 B/T ，以每一棱形系 数 Cp 给出一张图谱，图中以不同排水体积系数为参数，作出 剩余阻力系数Cr对Fr（或V／L0.5）的关系曲线。
Y122 a1x1 a2 x2 ...... a16 x16
Y122 Ct122 17.3505 /8.3375
Vs LwL
对于不同速长比
Vs : kn, LwL : m
式 中a1—a16是不同的，具体数据见书中表7-4。
船长为L的总阻力系数Ctl可由标准船长总阻力系数Ct122修 正求得。
艾亚法相对适用范围广，特别是中低速船估算结果较 好，但其数据是40年代以前的，不适用于肥大船。
二.Lap-Keller法
此法将剩余阻力和摩擦阻力分开进行计算，是根据图谱。 摩擦阻力根据桑海公式计算。△Cf由表2-3选取。
剩余阻力由 Cr S 对 s 曲线图谱查得。 Cp L Am
确定剩余阻力的方法 ① 根据Cp和xc由图7-5确定该船属于哪组。
不同的Fr为参数，作出剩余比阻力Rr／△对Cp的曲线，如图所示。
剩余阻力的求法：根据设计船的B／T、C▽、Cp和Fr值由所给出的图谱可
求出 Rr／△，从而求出剩余阻力。
（二） 系列60图谱法
系列60图谱：是由系列60船模阻力试验结果绘制成的，对每一
组B/T，针对每一个Fr有一幅图谱。如下图。 系列60图谱适用的参数范围:
• 1964年柏林造船研究所又在原泰勒系列基础上进行了28艘船模的阻力试验， 将原系列的B/T扩延到4.5，整理了一组剩余比阻力Rr/△－Cp图谱，由于该图 谱的参数范围较原有图谱有所扩展，所以又称为扩展的泰勒图谱。
1. 图谱形式和参数范围
（1）Cr 图谱
剩余阻力系数图谱函数关系
显然，根据设计船的 B/T 、▼ /L 3 、 Cp 和 Fr 值，可以由所给的图 C f ,F L 谱很方便地求得 Cr 值。
Vs : kn
§7.2 经验公式估算法
一、艾亚（Ayre）法（爱尔法） 适用：中、低速商船（包括正常尺度的海洋拖轮） 单位：公制有效功率 包含单桨货船常规附体、空气阻力（约占Rt 8%） 对双桨船阻力和上层建筑过大者需另行修正 船型比较老，近代肥大型船舶误差大
1、艾亚法基本思想 标准船型—有效功率； 设计船—标准船—比较—逐项修正
常用的模型系列试验图谱包括：泰勒（Taylor)系列图谱、 系列60图谱（又称陶德（Todd)系列）、瑞典的SSPA系列图谱、 英国的BSRA运输船系列图谱等，本书中重点介绍泰勒系列图谱 和系列60图谱，其他图谱可参照相应手册。
泰勒系列图谱估算法
系列60图谱法
（一）泰勒系列图谱估算法
该系列图谱的母型船是一艘双桨、U型横剖面的巡洋舰，故该 系列模型试验图谱可用于军舰的阻力估算，也可用于航速较高的 民用双桨船阻力估算。
2）在设计航速已知的条件下，确定船舶所需的主机功率。
船舶阻力近似估算方法
1、按照计算内容划分： 1）直接近似估算总阻力或有效功率； 2）先估算剩余阻力，再根据相当平板公式计算摩擦阻力。
2、按照估算所采用资料的形式划分：
1）图谱法； 2）回归公式法。 3、按照估算所采用资料的来源划分： 1）母型船数据估算法； 2）应用模型系列试验资料估算法； 3）归纳模型和实船资料分析估算法。
Co : 可根据 L
1 3
和速长比 V
L
从图7 3查得
以上都是标准船的数据，实际船与上述不同者，予以修正。 最后求出实际船的系数Co，再代入求出有效功率。
2、艾亚法估算阻力的步骤 （1）根据Fr或V/（L）0.5及L/ △ 1/3 查标准型船的C0 ，图7-3 （2）根据Fr或V/（L）0.5 查表7-5 — Cbc和xc （3）修正 a) Cb修正 Cb>Cbc Cb<Cbc b)B/T修正
（1）标准Cbc
单桨船 Cbc=1.08-1.68Fr 双桨船 Cbc=1.09-1.68Fr （2）标准B/T=2.0 （3）标准Xc，表9-3 （4）标准 Lwl=1.025Lbp （5）功率 Pe= 0.735 △ 0.64 Vs 2 /C0 （kw） △排水量 — 吨、Vs — 静水试航速度（节）
第三组:
B 3.75 L 4.0 ~ 13.4 Cb 0.44 ~ 0.80 C p 0.48 ~ 0.86 T B
2.泰勒－盖特勒系列阻力估算的具体步骤
a、计算设计船的船型参数B/T、Cp、▽／L3和Fr。 b、求湿面积系数Cs。 有型线图 — 计算S`— 计算Cs `= S ` /（ ▽L ）0.5
母型船数据估算法具有简单、方便的特点，在方案设计阶段 可以实现快速确定设计船的阻力或有效功率。但采用该方法 估算结果的准确性取决于设计船与母型船的相似程度和母型 船数据的可靠性。 常用的母型船数据估算法： 海军部系数法 引伸比较定律法
基尔斯修正母型船剩余阻力法
海 军 部 系 数 法
海军部系数法是母型船数据估算法中最常用的一 种估算方法，基础是假定设计船与母型船在傅汝德数相 等时，两者的海军系数相等。
△1= -3*Cb*Co(Cb-Cbc)/Cbc △1=Co *Kbc% Kbc由表7-6查得 △2= -10Cb(B/T-2)% * C1
C2=C1+ △2=Co+ △1 + △2
△3=C2 KXc% C3=C2+ △3=Co+ △1 + △2 + △3