第7章 船舶阻力近似估算方法

剩余比阻力Rr／△图谱的函数关系：
R r
/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

f 1

B T
,
C
,
C
p
,
F r

当B/T、C▽一定时，该函数关系可表示为：
R / f C ,F
r
2 pr
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
不同的Fr为参数，作出剩余比阻力Rr／△对Cp的曲线，如图所示。
T
B
C 0.44 ~ 0.74 C p 0.48 ~ 0.80 b
第三组:
B 3.75 T
L 4.0 ~ 13.4 B
Cb 0.44 ~ 0.80 C p 0.48 ~ 0.86
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。
• 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。
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` （N）
有效功率：Pe=Rts v/1000 （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
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
Cs

f3

B T
,
C
p
,
L3

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
示。
L3

查显得然C，s值根，据进设而计可船按的下B/式T，求C得p和船L 体3的值湿，面由积该图谱可
• 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
Cr

f
1

B T
,
C
p
,
L3
,
Fr

显然，根据设计船的
B/T 、 ▼ / L 3 、 Cp 和 Fr
值 谱
， 很C
r
可 方 f
2便以 L3地由, Fr 求所
给的图 得Cr值。
显然，当B/T、Cp一定时，该函数关系式可表达为：
C r

f
2

L3
,
F r

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。
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 `
2.泰勒－盖特勒系列阻力估算的具体步骤
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； 2）在设计航速已知的条件下，确定船舶所需的主机功率。
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。
S Cs L
泰勒系列湿表面积系 数Cs图谱
1. 图谱形式和参数范围
• （3）适用的参数范围
泰勒标准系列的船型参数范围分别为：
第一组:
B 2.25 L 5.0 ~ 14.5 Cb 0.44 ~ 0.80
T
B
C p 0.48 ~ 0.86
第二组:
B 3.00 L 4.6 ~ 15.1
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。
有型线图 — 计算S`— 计算Cs `= S ` /（ ▽L ）0.5
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。
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。
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。