上交船舶原理阻力作业
上交原理专业课 - 答案
专业英语一、填空题Passenger ships can be considered in two categories:、（豪 华班轮, 远洋渡轮）。
Many special types of vessels includes 船,水翼船，气垫船）。
The types of resistance contains:阻力，摩擦阻力）。
The ship ,s motion at sea generated because of the six degrees of freedom of the ship,The general cargo carriers includeffio 载驳船）。
静力学一、填空选择1、船舶浮态平衡方程 P21方程（2-2）_,描述浮态的参数—吃水，横 倾角和纵慎角静态平衡方程—P21方程（2-3）动态平衡方程—我怀贤还是和空1 一样，可能回回有误吧 （多体 二、选择（记不清楚选项大家当填空题）（兴波阻力，渡涡 liner motions are :notations are （集装箱用、滚装2、船首吃水打=6加，船尾吃水4=7〃2。
GM=↑m9则平均吃水（二纵货值， 调整到正浮时的实味吃水d3、（1）求取任意倾斜状态下船舶浮态最适合使用的曲线 ⑵求最小倾覆力臂 必须使用的曲线_ADGH⑶校核稳性最方便的曲线—FA 邦戎曲线B 符拉索夫曲线C 菲尔索夫曲线D 静水力曲线E 静稳性曲旗F 动稳性曲线G 稳性横截曲线H 进水角曲线I 极限重心高度曲线J 横制面面 积曲线4、以下选项正确的是_DA 按照许用舱长分仓，该舱破损后，水线必定与分界线相切B 渗透率越大，可浸长度谈大C 按照可浸长度分的，该舱破损后，浮性和稳性必定满足要求D 进行客船分船和破的稳性计算时按照新规则采用概率计算方法时，所应 校核的是A≥R5、以下选项错误的是 C —A 干舷是抗沉性的主要标志C 大倾角计算原理不适合初期性计算D 进行稳性校核时，稳性横截曲线必不可少6、对于稳性来说，宏观角度考虑，以下因素有利的事_CK. 是 _ABDEFGHIJM _____ B_，不利的A自由液面B悬挂物体C封闭上层建筑进水角E横请教F旅客观光集中于一般大^角稳性 ________8、fii 斜试验的实验目的是,基本原理与=力臂，自己找幅图练习一下）二、计算题某海船为方形船舶原来处于正浮状态，已知数据：船长L=70m 船宽B = 10.2"吃水 d = 23m 漂心的纵向坐标x f = -0.8m ,初稳性高GM=1.2m,纵稳性高度l = 8m,宽度b = 4m ,高度，=2加，该舱形心的坐标x = 5m, y = 2m , z = 1.2mG 未固定重物 H 双层底某对称舱一个进水 I 用用全速回转 J 装载谷物舱室未装满Kin 水密横舱壁 L 船首顶风航行M 舷凰迎风 7、船宽5增大，初稳性高GM 埴大一角耙ax 一减小一大^角稳性_增大最大静稳性胃一埴大 极限静便 干舷尸增大,初稳性高GM_不变__角耙增大一大便角稳性一埴大—最大静稳性臂L nκi x JS 大— 极限静做 船长L 增大,初稳性高GM最大静稳性臂力 max 极限静βl 角落ax9（说明：给出了一幅带有横摇角的静稳性曲线,要求作图求出最小倾覆GM j = 141.5∕7t L海水密度W o = 1.025船上有一个燃油舱，该舱的尺寸如下：长燃油密度%=0.8/30试求当该舱的燃油消耗一半的时候，船舶的稳性高及其浮态。
船舶阻力介绍
船舶阻力定义船舶运动过程中，流体作用于船体上，阻止其运动的力。
种类当船舶在水面上航行时，船体处于空气和水两种流体介质中运动，必然通受空气和水对船体的阻力。
为研究方便起见，船体总阻力按流体种类分成空气阻力和水阻力。
空气阻力是指空气对船体水上部分的反作川力。
水阻力是水对船体水下部分的反作用力。
进一步把水阻力分成船体在静水中航行时的静水阻力和波限中的阻力增加值（亦称为汹涛阻力）两部分。
静水阻力通常分成裸船体阻力和附体阻力两部分。
所谓附体阻力是指突出于裸船体之外的附属体如舵、舭龙骨、轴支架等所增加的阻力值。
根据这种处理力法，船舶在水中航行时所受到的阻力通常分为两大部分：一是裸船体在静水中所受到的裸船体阻力，另一部分是附加阻力，包括空气阻力、汹涛阻力和附体阳力。
对于常规船型，附体阻力通常仅占船舶阻力的很小部分，故常常通过船模阻力试验确定总阻力后，按经验公式乘以某个适当系数以获得附体阻力的值。
对于特殊船型，如有较大附体的非常规船型（特殊作业船、潜水器、救生船、探测船、水下采矿船等），附加阻力可能较大，需对带有附体的船模进行试验予以确定。
试验中需注意因缩尺船模的附体较小所产生的尺度效应，要求船模尽可能大。
工程中初步估算时常用经验统计数据，结合具体情况作适当修正。
目前尚无有效的理论算法。
在船舶设计中，常用附体阻力系数估计附体阻力。
为减小附体阻力，附体形状应尽可能采用流线型。
船长对阻力的影响船长对阻力的影响在保持排水量不变时，改变船长必然引起L/B及L/▽1/3的变化，当排水量一定时，选用较大的船长L，则B，d，C b必然要作适当的减小及L/B，L/▽1/3随之增加。
随着L/B或L/▽1/3乃的增加，船体变得瘦长，船体型线的纵向曲率变小，船体兴波区域的型线变得平直，兴波作用趋于和缓，波高变低，兴波作用所消耗的能量减少，所以兴波阻力随着变小。
同时由于船长增加以后，尾部型线变平顺减少了旋涡的产生，从而降低了旋涡阻力。
船舶原理PPT讲义-粘性阻力
但如何计算？
数学上对N-S方程予以简化，走向定量的基
础是： Re 是个小量。
v0 L
是个大量，边界层 x
边界层理论只适用于高雷诺数。
Slide 7
量阶分析 o(1) u O(1) y o( )
结果以二维为例
（1） 2u
y 2
项保留， 2u 顺流忽略
x 2
994.00 kg m3
1.226 kg m3
Slide 4
大部分问题可以通过理想流体解释，但有些不行，典 型的事例有D’Alembert谬论（paradox）。Prandtl 注意到这一点，认识到近固壁处总是粘合的。于是引 进了边界层的概念，解释了D’Alembert的谬论，这 是定性的贡献。
对于湍流
即使对于平板，理论上还没有精确解，而一般的
近似算法的基础是Karman边界层动量积分方程。
湍流边界层的速度分布比较复杂，湍流边界层可
分为内层与外层。内层与外层--分界线约在
y
0.4处
Slide 16
内层着重壁面切应力的影响
u
u u
f
u
y
f
y
粘性底层
0 y 5 u y
y
0.001
（2）Prandtl-Schlichting(柏兰特-许立汀)公式
Cf
0.455
lg Re 2.58
（3）Hughes(休斯)公式
Hughes发现，摩擦阻力系数不仅是 Re 的
函数，还和平板 B / L 有关。通过实验得出二因次
湍流光滑平板摩擦阻力系数为
Cf
lg
0.066
Re 2.032
Slide 23
船舶原理
船舶原理名词解释：1、TPC：每厘米吃水吨数：每增减一厘米吃水所增减的浮力；2、MTC:每厘米纵倾力矩：引起船舶纵倾一厘米所需要的力矩；3、总纵强度：将船体视作一空心变断两端自由支持的梁研究整个船体结构总纵弯曲、总纵剪度和总纵扭转的能力；4、螺距比：螺旋桨每转动一周前进的距离与螺旋桨直径之比；5、可浸长度：在分仓载重线WL时设船舶某一假设舱内破舱进水使船舶下沉和纵倾其最终平衡状态下的水线(WL)n刚好与界限线相切则把这一假象舱的长度定义为该舱中点R处的可浸长度;6、滑脱比：滑脱速度与nP之比即：S=(nP-vs)/nP;7、许可舱长：沿船长任意点为中心的许可长度;8、分舱因素：它表征着(WL)n水线以上剩余储备浮力的大小即纵向浮态安全程度F越小安全程度越高;9、沉深比：沉深与螺旋桨直径之比即：h/D;10、滑失：即滑脱简答题1、倾斜试验的目的、方法、原理：目的：确定船舶空船重心距基线高Z g0.原理：船内重物水平横移tgθ=PL y/D(GM)方法：2、初稳性方程的局限性：1）GM>0不满足船舶不致倾覆条件2）Θ>15时GM初稳性不在是一个定点3、阻力的分类定义、影响因素及减小方法1）摩擦阻力2）涡流阻力3）兴波阻力4、什么是广义谐摇区、遭遇周期的公式、避开谐摇区的三个条件定义：在Tθ/τb =1的附近存在一个摆幅较大的谐摇区这个区间相当于0.70<Tθ/τb<1.3;遭遇周期公式：避开条件：1）改变GM值2）改变航向3）改变航速计算题1、y0……y10间距为1用辛氏法则求水线面面积、求漂心坐标2、排水量D=16000t稳心高度为0.80m1）一货物150t上移10m左移8m求移后GM2）燃油舱用油一半l=10m、B=5m、ρ=1求GM3）求横倾角3、D=16000t，首尾吃水为7.8m、8.0m船长l=150m、TPC=25、MTC=180漂心坐标X f=-3.5.现卸货500t二舱距船中30m卸货200t四舱距船中-60m卸货300t 求卸货后船首尾吃水差4、一船从大连到上海，在大连排水量为16000t吃水为8.0m水线面面积为2400，ρ海=1.025、ρ水=1.005求到上海的吃水。
上海交通大学船舶流体力学课件
Shanghai Jiao Tong University课程名称：船舶流体力学(NA235) Introduction to Marine Hydrodynamics 主讲人：万德成dcwan@辅导老师：林志良linzhiliang@张驰zhangchi0309@课程安排Shanghai Jiao Tong University课程性质：专业基础课学时数：68 ＝58 (理论课) ＋4 (实验实践)+ 6 (三次课程设计)成绩：作业和课程设计30%，期末考试70%Shanghai Jiao Tong University《水动力学基础》，刘岳元、冯铁城、刘应中编，上海交通大学出版社，1990《流体力学》，许维德，国防工业出版社，1989《流体力学》(上、下册)，吴望一，北京大学出版社，1982《流体力学》(上、中、下册)，丁祖荣，高等教育出版社，2003《流体力学基础》(上、下册)，潘文全等，机械工业出版社，1982《流体力学》，易家训著(章克本、张涤明等)，高等教育出版社，1983Shanghai Jiao Tong UniversityHydrodynamics, H. Lamb, 6th edition, CambridgeUniversity Press, 1932Marine Hydrodynamics, J.N. Newman, MIT Press, 1977An Introduction to Fluid Dynamics, G.R. Batchelor,Cambridge University Press, 1967Introduction to Fluid Mechanics，James A. Fay，MITPress, 1994Fundamentals of Fluid Mechanics，B.R. Munson, D.F.Young & T.H. Okiishi, Wiley Asia Student Edition, 2005 Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications, Y.A.Cengel& J.M. Cimbala, McGraw-Hill, 2006Fluid Mechanics，5th Ed., F.M.White, McGraw-Hill.Shanghai Jiao Tong University第0章序论第0章序论Shanghai Jiao Tong University•流体力学与现实生活•流体力学的发展过程•流体力学的研究方法•流体力学的研究内容流体力学与现实生活Shanghai Jiao Tong University船舶工程Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai Jiao Tong University 船舶工程船舶工程Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai Jiao Tong University 船舶工程Shanghai Jiao Tong University船舶工程Shanghai Jiao Tong University 船舶工程Shanghai Jiao Tong University船舶工程Shanghai Jiao Tong University 船舶工程Shanghai Jiao Tong University螺旋浆船舶工程船舶工程Shanghai Jiao Tong University船舶工程Shanghai Jiao Tong University海洋工程Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai Jiao Tong University 海洋工程航空航天Shanghai Jiao Tong University航空航天Shanghai Jiao Tong University航空航天Shanghai Jiao Tong University航空航天Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai Jiao Tong University航空航天水利工程Shanghai Jiao Tong University水利工程Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai Jiao Tong University 汽车阻力来自前部还是后部？汽车发明于19世纪末，当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对空气的撞击，因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车，阻力系数C D 很大，约为0.8。
交大船舶原理上 习题集
水线号 水线面面 积 曲线。 2—11
水线间距 δd =1.10m，按梯形法列表计算并绘制： （1）排水量曲线； （2）每厘米吃水吨数 某货船在 A 港内吃水 d＝5.35m，要进入 B 港，其吃水不能超过 d1=4.60m，船在
d2=5.50m 时，TPC2=18.60t/cm，在吃水 d3=4.50m 时，TPC3=14.8t/cm，假定每厘米吃水吨数对 于吃水的变化是一直线，求船进入 B 港前必须卸下的货物重量。 2－12 某船船长 L=164m，船宽 B=19.7m，方形系数 CB=0.50，水线面系数 Cwp=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。
b=1.5m，l1=2m，l2=1.5m，b1=1.2m，b2=1.5m。求：该水线面面积 Aw 及形心坐标 XB、YB， 。
2－3
某船水线长 L＝100m，在正浮状态时，各站号的横剖面面积如下表所列： 6 54.3 7 44.7 8 30.1 9 13.5 10 0
0 1 2 3 4 5 站号 横剖面面 0 13.3 30.4 44.4 53.8 57.3 积 （1）以适当比例画出该船的横剖面面积曲线； 浮心纵向坐标 XB； （3）求纵向棱形系数 Cp。 2－4
100
明． 8. 分别叙述水线面面积曲线 Aw=f(z)和横剖面面积曲线 As=f(x)的特性。 9．排水体积曲线的特性如何？ 10. 分别说明型排水体积（量） ，总排水体积（量）和储备浮力的含义是什么？ 11．浮心垂向坐标 ZB 和纵向坐标 XB 如何计算？ 12．何谓邦戎曲线？如何绘制？它有什么用途？ 13．如何应用邦戎曲线计算船舶具有纵倾浮态下的排水体积 ∇ 和浮心位置 B（XB、ZB）？ 14．费尔索夫图谱的表达形式如何？有什么用途？试举例说明。 15．叙述符拉索夫曲线的由来及其用途。 如何应用符拉索夫曲线计算船舶同时具有纵倾和横倾浮态下的排水体积？和浮心位置 B （XB、YB、ZB） 。 16．当船舶从淡水驶进海水（或从海水驶进淡水）时，吃水有何变化？其相应的浮心和浮 态又发生了什么变化？
船舶原理-题4
D
极限重心高度是从初稳性、大倾角稳性、动稳性出发，规定 的船舶重心高度的______。 A. 最大值 B. 最小值 C. 平均值 D. 都不是
A
船舶两侧均衡装载，开航后无风浪，但船舶却向一侧倾斜， 说明______。 A. 稳性过大 B. 稳性过小 C. 和稳性无关 D. 以上都有可能
Chap.4 Stability
Chap.5 Trim Chap.6 Insubmersibility
Principles of Naval Architecture
Structure Mechanics:
Chap.7 Structure Mechanics
Ship Hydrodynamics:
Chap.8 Ship Resistance
B
对于同一艘船，其静稳性曲线随以下哪项因素而变化： A. 船舶排水量 B. 船舶吃水 C. 船舶重心高度 D. A、B和C都对
D
对于相似尺度的船舶，其静稳性曲线主要随________因素而 变。 A. 船长与吃水 B. 船宽与干舷 C. 船长与船宽 D. 船宽与吃水
B
船舶的形状稳性力臂随________的不同而变化。 A. 排水量及受风面积 B. 排水量及船舶重心 C. 排水量及船舶浮心 D. 排水量及横倾角
A
矩形液体舱内设置一道纵舱壁可以减少自由液面影响的 _________。 矩形液体舱内设置二道横舱壁可以减少自由液面影响的 _________。 A. 0 B. 1/4 C. 1/2 D. 3/4
D A
对于舱长 l ，宽分别为b1和b2的梯形液舱，自由液面惯性矩 可用下式求取： l (b b ) l b 48 A. B. 36 C. l b 3 D. l (b1 b2 ) (b12 b22 )
船舶原理PPT讲义-船舶阻力试验
三、船模阻力试验的依据
1、实现全相似条件
若 FNm FNs RNm RNs
则 CTm CTs 称为全相似
下标 m: model s: ship
全相似不可能
RN
L
L gL
L gL
gL FN
Slide 8
若要 FN 和 RN 都相等，则必须有
3
3
Ls gLs Lm gLm → Ls 2 Lm 2
1. 速度以Fr表示——不同长度无量纲化有不同形式
L FNL gL
船长Fn
1
3 Fn
1 排水体积Fr（高速船，滑行状态）
g3
Slide 30
B FnB gB
H FnH gH
2. 阻力系数
Ct
Rt
1 2S
2
Ct
Rt
1
2
23
2
CT RT
Slide 31
船宽Fn 水深Fn（浅水状态）
第五章 船模阻力试验
船舶阻力的定量数据，对影响阻力的船型特 点的认识，来源于试验。今天船舶计算流体力学 已经有了相当的发展，试验地位已经有所改变， 但试验认识不可缺少的，从各国重视水池的情况 可见一般。
5-1船模阻力试验目的及试验设备概述
一. 试验设备情况 投资巨大 阻力试验——拖曳水池
拖车式（大部分） 重力式
③ 现状 超级系列已经不大做了
a) 常规的已经有了 b) 经济上不合算 c) 船型发展上，主尺度→线型改进；球首尾；
双尾；双体；蝸尾等
Slide 6
2. 商业性试验和船型修改 3. CFD-Validation与计算比较。
船模试验的目的： 船型研究、确定设计船舶的阻力性能、预报实船性
船舶原理-船舶阻力
拖曳水池
Froude(傅汝德） 1871年 2783610英尺
上海交大
11063 米
708所
7552.5 米
702所
474147 米
试验性质
• 校核试验 • 变参数试验 • 系列试验
试验种类
• 阻力试验 （无螺旋桨） • 自航试验
Slide 9
实船试验
鉴定船舶的各种性能是否达到设计要求，并 同船模试验比较，分析尺度效应的影响，验证船 模试验结果的准确性。但是由于经济原因和测试 的困难，除新船试验外很少进行。
2
mm
Sm
Frm Frs m s
Lm Ls
Crs
1 2
s s 2
SsLm Ls
Sm
Crs
s m
Lm Ls
Sm Ss
m s
Crm
Crs Crm
Crs Crm Ctm C fm
实验测定 平板公式
Cts Cfs Ctm Cfm
Froude假定的问题点 ①忽略相互干涉
Slide 10
理论分析
应用流体力学的理论，建立解决问题的基本 数学模型，对一些复杂问题减化为简单的情况， 抓出问题的本质，给出一些指导性的定性结果。
Slide 11
CFD(Computational Fluid Dynamics) 数值模拟
利用计算机，根据数学模型，采用数值方法，模 拟船体航行时的流场，阻力性能等，与模型试验进行 比较，预报船舶航行性能。
Slide 6
研究方法
试验方法
• 模型试验 • 实船试验
理论计算分析
• 理论分析 物理概念 简单分析 • 计算分析 CFD （Computational
船舶原理(下)阻力换算
一、实验目的1.对于某一具体的设计船舶，通过模型阻力试验，确定实船的阻力和有效功率，为推进器的设计提供可靠数据。
因此，试验和分析工作包括：（a）船模的阻力曲线；（b）船模数据换算为实船的阻力和有效功率。
2. 船模的系列试验曾作为寻求各类船舶优良船型的主要研究手段。
3. 作为教学试验，其目的是使同学对船模阻力试验的过程有比较全面的了解，掌握模型试验结果换算至实船阻力及有效功率的具体方法，加深对课程相关内容的理解，培养进行科学试验研究的实践能力。
二、试验设备及器材1、船模根据实船提供的船型参数及型线图，选取适当的缩尺比按几何相似要求，制作船模。
2、测试设备阻力试验主要测量的数据是船模在直线等速度V m前进时对应的水阻力R tm。
通常由测速装置测定船模速度V m，阻力仪测定船模阻力R tm。
船模的拖曳速度V m就是拖车的速度，由记录所得的拖车行驶距离和相应的时间求得。
拖车行驶的距离由记录测速轮转动一定距离的脉冲得到，时间由继电器记录每秒钟时间间隔的脉冲得到。
三、实验步骤1. 船模制作：根据船模的主尺度和型线图按选定的缩尺比ᆋ绘制船模加工图，经过木板的下料、胶合、切削、加工和油漆等各种工序，制作成表面光滑，符合精度要求的船模。
并在船模外表面两侧首、中、尾画出吃水标志。
2. 加装激流丝：在船模的首垂线L/20 处沿船体外表面安装直径1mm 铜丝。
3. 称重：根据实船的排水量按缩尺比计算相应的船模排水量，并进行称重。
在空船模内部加压铁，使称得的重量恰为试验所要求的船模排水量。
4. 调整船模的浮态：将船模吊放在水池中，在船模内横向和纵向移动压铁，使船模两侧的首、中、尾吃水符合要求。
5. 检查测试仪器是否正常，擦干净水池两侧的轨道表面，用挂水板池水表面的浮尘。
6. 安装：使船模的纵中剖面与前进方向一致。
将阻力仪与船模内底部的金属板用螺丝刚性连接，同时要注意测力点应位于船模纵中剖面内。
然后将拖车上的导航杆与船模相连。
船舶阻力第3章-兴波阻力
§3-2 船舶兴波阻力特征
一、兴波阻力与波浪参数旳关系
当船舶航行时，整个船波随船体一起迈进，所 以船波旳传播速度与船速相等。根据能量守恒 ，船体所供给旳波浪能量等于兴波阻力所做旳 功，根据波浪理论有：
关系：兴波阻力与波高平方和波宽成正比关系 。当船舶航行旳兴波波高增大时，兴波阻力必 然急剧增大。
船舶阻力第三章 兴波阻力
1、兴波阻力旳概念
船舶在水面上运动时会扰动周围旳水从而使船 体周围旳流体压力分布发生变化，兴起波浪。 这种因为船体兴波造成旳船体前后压力分布不 对称而产生旳船舶运动方向上旳压差力称为兴 波阻力。
从能量旳观点，因兴波要消耗能量，船体要对 水做功，根据力作用力与反作用力原理，水对 船体旳反作用力旳水平分量就是兴波阻力。
18
阐明一：势流理论研究中，因为忽视了粘性旳 影响，造成有些势流理论措施旳计算成果普遍 出现兴波阻力系数曲线旳峰谷夸张等现象。有 研究者解释，是因为势流理论夸张了波旳干扰 现象。为了弥补势流理论旳不足，研究者们探 讨了粘性对兴波阻力旳影响。
阐明二：因为既有旳粘流理论、数值计算措施 等旳不完善以及计算机硬件和软件旳限制，目 前自由表面形状模拟成果不如势流理论。同步 粘流所用旳旳时间远比势流理论多旳多，目前 粘流模拟还没有到达较为成熟旳工程合用阶段
1
2、注意：这里所说旳兴波和兴波阻力是指船舶 在静止水面上运动时，因为本身运动而产生旳 兴涉及兴波阻力，不涉及外界如过往旳船只、 阵风等作用在水面上兴起旳波而产生旳阻力。
3、研究兴波阻力旳主要性
兴波阻力在船舶阻力中占有主要位置。一般兴 波越大，兴波阻力就越大，同步兴波对堤坝等 构造物和过往船只等产生冲击作用。兴波阻力 随航速旳增高而增大，对于高速船，兴波阻力 占总阻力旳二分之一左右。
上交船舶原理阻力作业
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。
船舶阻力-第4章附加阻力-附体阻力,空气阻力,汹涛阻力
R Rm Rm
裸体
附体
比较带有附体的船模实验和裸体船模实验所得阻
力差△Rm
Capm
1 2
Rm
m Smm2
kapm
Rm Rm
Slide 5
上海交通大学《船舶原理》 之 船舶阻力
① 认为 Caps Capm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Rs
Capm
1 2
s Sss2
但由于附体模型小，尺度效应较大，一般应引 入一个附体尺度效应因子β。
b) 轴支架、轴，以粘压阻力为主，也因尽量采用流线型。
Slide 3
上海交通大学《船舶原理》 之 船舶阻力
1. 实用估算方法（附体阻力）
pe1 peb (1 kap )
Peb ：裸体船所需功率 Kap：附体系数
其他可查设计手册
Slide 4
上海交通大学《船舶原理》 之 船舶阻力
2. 应用模型实验确定附体阻力
4-3 波浪中的阻力增值
又称汹涛阻力
一. 波浪中阻力增值的主要原因
a) 摇摆、纵横垂荡、横摇、纵摇、首尾摇 主要是纵摇和升沉对阻力增值影响较大，
其次是横摇和首摇。 b) 波浪（入射波和反射波）
Slide 13
上海交通大学《船舶原理》 之 船舶阻力
二.波浪增阻的特点
• . Raw h(波高)
• 当波浪遭遇周期与船的纵摇、垂荡周期接近 时，产生共振效应，阻力增值变大。
三.波浪中阻力增值与储备马力
➢ 设计时考虑到常遇风浪情况（与海区、航浅等 有关），增加储备马力。
波浪中阻力增值，后果有两种：
① 保持静水中同样的功率——在风浪中航速下降
s（称为失速）
② 如果仍要求达到静水中的相同航速，则必须另
1111船舶阻力复习题及部分解析上交教材
1111船舶阻力复习题及部分解析(上交教材)船舶阻力是指船舶在航行过程中所受到的阻力。
了解船舶阻力的大小和来源对于设计和操作船舶都非常重要。
下面是一些船舶阻力的复习题及部分解析，帮助你更好地理解船舶阻力的相关概念。
1.什么是船舶阻力？它的主要来源有哪些？答：船舶阻力是指船舶在航行中所受到的阻碍其前进的力。
主要来源有摩擦阻力、波浪阻力和气象阻力。
2.什么是摩擦阻力？它又可以分为哪几种类型？答：摩擦阻力是指船体与水流接触时所产生的阻力。
它可以分为湿表面摩擦阻力和干表面摩擦阻力两种类型。
3.什么是湿表面摩擦阻力？它与什么因素有关？答：湿表面摩擦阻力是指船体表面与水流接触时所产生的阻力。
它与船舶的船体形状、表面光滑度以及水流的速度有关。
4.什么是干表面摩擦阻力？它与什么因素有关？答：干表面摩擦阻力是指船体表面与空气接触时所产生的阻力。
它与船舶的船体形状、表面光滑度以及空气的速度有关。
5.什么是波浪阻力？它与什么因素有关？答：波浪阻力是指船舶在航行过程中所产生的波浪所产生的阻力。
它与船舶的速度、船体形状以及波浪的高度有关。
6.什么是气象阻力？它与什么因素有关？答：气象阻力是指船舶在航行中所受到的风力和海浪的阻力。
它与风速、风向、海浪的高度以及船舶的船体形状有关。
7.如何减小船舶阻力？答：可以通过改善船体的流线型、提高船体表面的光滑度、减小船舶的波浪产生等方法来减小船舶阻力。
8.什么是副阻力？它与什么因素有关？答：副阻力是指船舶在航行中所受到的与方向变化相关的阻力。
它与船舶的转向性能、舵角以及船舶的速度有关。
9.什么是背波阻力？它与什么因素有关？答：背波阻力是指船舶在航行中所受到的由于波浪的存在而产生的阻力。
它与船舶的速度、波浪的高度以及船舶与波浪的相对位置有关。
10.什么是潜波阻力？它与什么因素有关？答：潜波阻力是指船舶在航行中所受到的由于船舶在水中的部分潜入而产生的阻力。
它与船舶的船体形状、船舶的吃水深度以及船舶的速度有关。
船舶阻力-第8章
υi = υ∞ − ∆C
υ h = υ i − ∆υ
对于摩擦阻力，由于回流速度△ 增大， ② 对于摩擦阻力，由于回流速度△V增大，
Slide 16
上海交通大学《船舶原理》 之 船舶阻力
确定△ 2. 确定△C和△V ① △C可用前面公式求 ②
∆υ
Am ∆υ与 有关 h
许立汀给出了
υh
υi
与
Am h
1 ∴∆C = υ∞ 1 − th 2 Frh
航速=波数
υ∞ : 深水中航速
水深Froude数 水深Froude数 Frh = Froude
Slide 7
υs
gh
=
gλ 2π = λ 2π h gh
上海交通大学《船舶原理》 之 船舶阻力
① 若同一船在深水中和浅水中产生同样波长的兴 浅水中波速下降， 兴波阻力↓ 波，浅水中波速下降，∴兴波阻力 若浅水中和深水中波速相同（ ② 若浅水中和深水中波速相同（即要求深水与浅 水中航速相同） 水中航速相同）
Ch = gλ 2π h 2π h ⋅ th = C ⋅ th 2π λ λ
无限水深波速
Slide 6
上海交通大学《船舶原理》 之 船舶阻力
（浅水中）波速损失 浅水中）
∆C = C − Ch gλ gλ 2π h = − ⋅ th 2π 2π λ
= gλ 2π 2π h 1 − th λ
Ch =
=
g λh 2π h th 2π λ
g λ λh 2π h th 2π λ λ
λh ∴ >1 λ Rw ∝ λ
Slide 8
∴ λh > λ
∴兴波阻力↑ 兴波阻力
船舶原理(C类)习题及其参考答案
船舶原理（C 类）习题
2007 年 9 月至 12 月
φ (度)
lb (米)
10 0.70
20 1.40
30 2.22
40 3.03
50 3.55
60 3.85
70 3.70
80 3.60
90 3.25
计算并绘制静稳性曲线和动稳性曲线，并求当船舶受到突风吹袭，风压引起的 动倾力矩为 1600t-m 时的动倾角。 解： 静稳性力臂 lr = lb − lg ，其中重量稳性力臂 lg 为
t=
船身效率为
T1 − Te 26500 − 23276.82 = = 0.122 T1 26500
ηh =
1 − t 1 − 0.122 = = 0.970 1 − w 1 − 0.095
7. 某双桨船，航速为 15.5 节时的有效马力为 1921 公制马力，模型试验测得伴流 分数为 w ＝0.104，推力减额分数为 t ＝0.198，相对旋转效率为ηr ＝1.044，敞水 螺旋桨效率为 η0 ＝0.62，轴系传送效率为 ηs ＝0.96。试求螺旋桨发出的推力及 要求的主机马力。 解： 因为船速为 15.5 节时有效马力为 1921 公制马力，所以总的有效推力为 75 × 1921 Te = = 18083.97 kgf（公斤力） 15.5 × 0.514 总的推力为 T 18083.97 T= e = = 22548.59 kgf（公斤力） 1 − t 1 − 0.198 每桨的推力为 11274.3 公斤力(11.2743 吨)。 因为推进系数为 P P. C. = E = ηh ηr η0 η s PS
解得：
⎞ CB ⎛ γ 1 ⎟ ⎜ − 1 ⎟d Cw ⎜ ⎠ ⎝γ2
船舶阻力
平均海况航速 （服务速度）
其他设计指标：民用船舶---使用性；经济性
军用舰艇---作战性能
快速性的两个方面：阻力小；推进性能高（螺旋桨效率高）
船型仍是竞争的关键之一
1-1 船舶快速性及其在船舶设计中的地位
船舶阻力课程的主要内容:
阻力的成因及其性质 阻力随航速、船型和外界条件的变化规律 减小阻力的方法，寻找优良船型 估算船舶阻力，为推进器设计提供依据
ห้องสมุดไป่ตู้
谷
峰 兴波阻力 粘性阻力
航速 Speed (kn)
1kn=1海里/小时=1.852km/h
1-2 船舶阻力的成因及分类
1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.2 0.3 0.4 Fr 0.5 0.6 0.7 0.8 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 Rf Rr
Model Tests
Effects of Hull form on Resistance Approximate Estimation Resistance in Restricted Channels Characteristics of Resistance for High-speed Ships
1-1 船舶快速性及其在船舶设计中的地位 船舶快速性研究方法:
理论研究方法：应用流体力学的理论，抓出问题的关键和
核心，建立物理或数学模型将复杂问题简单化，结合理论 推演和计算，给出一些指导性的定性结果。
试验方法：模型试验---主要手段，但有局限性
实船试验---鉴定各种性能是否达到设计要求
数值模拟（CFD）：应用高速计算机，根据数学模型，采
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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/s
6．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 =0.0004
8．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。
应用ITTC 公式，令∆C F =0.0004，若将此船制成2.5m 长的船模，求相应速度，现经船模阻力试验，已知其在相应速度的船模的每排水吨阻力为8公斤，t=15︒C ，试求此船的有效功率。
9．已知远洋轮“风雷”号的主要尺度和船型系数如下：
设计水线长L wL =152.00m ，两柱间长L BP =147.00m ，型宽B=20.4m ，吃水T=8.2m ，排水量（淡水）∆=16500吨，方形系数C b =0.670，中剖面系数C M =0.984，棱形系数Cp=0.681，浮心纵向位置X C = -0.45%L （中后），湿面积S=4095 m 2，现按缩尺比α=50制成船模，测得其在实船速度Vs=17节时的船模阻力为0.805公斤，试验池水温t=7︒C ，求船模摩擦阻力，实船的摩擦阻力和有效功率。
10．已知远洋轮“风雷”号在超载情况下（T=9.2m ）相应于17.5节时的船模阻力为0.709公斤，试验水温t=7︒C ，船模湿面积为1.744 m 2，船模型的缩尺比α=50，试求实船的有效功率。
11．某肥大船船模的水线长度L m =4.108m ，排水量∆m =449.3公斤，模型湿面积S m =3.6605 m 2，模型缩尺比α=40.25，试验时的水温t=23︒C ，已知试验资料如下：
试应用三因次换算法，求实船航速Vs=12节时的有效功率。
12．若阻力Rt 与速度V n 成比例，试证：
14．下列船模数据表达法是否确当？何故？
（a ）3V gL
∆⋅EHP 对gL
V （d ）2T V L R ∆对1/6
V ∆ 15．某双螺旋桨海船的垂线长L bP =122m ，水线L wL =125m ，宽度B=16.9m ，吃水6.7m ，排
水量8145吨，浮心纵向位置Xc 在船中央后1.5%L ，试用艾亚法估计此船在Vs=16节时之有效功率。
16．某船在通常运转情况下，排水体积=5700 m 3，主机马力=2400马力，船速Vs=12节，现
由于主机仅能发出2000马力，试估计减少马力后的船速。
17．若某船的载重量增加20%而速度维持不变，试求必需增加的主机功率的百分数。
18．设一拖船当其拖行航速8.5节时之阻力380公斤，拖钩上的拉力为5吨，试求此船的主
机指示功率，令此类船舶有效功率与机器功率之比为0.4。
19．应用Taylor 法估算“风雷”号设计速度Vs=17节时的有效功率。
20．应用Ayre 法估算“风雷”号设计速度Vs=17节时的有效功率。
1413
为船长对排水体积的立方根之比∇1/3，试证 (a) =
（b 对 （c 对。