船舶阻力第六章汇总
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船型变换： 仿射变化 改变线型特征
6.1 船型对阻力影响的基本概念
泰勒标准船模系列实验
6.2 船体主尺度影响
Δ
一、 排水量长度系数 0.01 L 3
Δ
1、由L变化，讨论 0.01 L 3 的影响
（1）对Rf的影响
S CS L
在参数Cm，Cp 和B/d 不变情况下，Cs 近似为常数， 因此可认为在排水量一定时， S L
6.1 船型对阻力影响的基本概念
一、船型、航速与阻力性能之间的关系
1、优良船型的含义 阻力性能优良船型是对某一定速度范围和航行环境而 言的； 讨论船型对阻力的影响必须与设计船速度范围相联系 （未来将同时考虑航行环境）
2、船舶分类及其主要阻力成分（水面排水型船） 低速船 Fr < 0.20
Rw很小, Rf与Rpv 主要;所以要减小Rf 和Rpv, Rf ∝S — 减小S — 船型肥短 — 易产生旋涡—去流段
适用于Δ＝1600～42000t的各类民用船 常数C的选取：C= 23.5, 当单桨船Vs ＝11.0kn～16.5kn
C= 24.0, 当双桨船Vs ＝15.5kn～18.5kn C= 26.0, Vs>20kn
艾亚公式 L b p 3 .3 4 4 1 0 .2 2 5 F r 1 3
其中排水量单位为吨 适用于Lbp = 120～140m的商船
6.1 船型对阻力影响的基本概念
中速船 0.20<Fr < 0.30
Rw随V提高而增大, 既要减小Rw 又要考虑Rf 和Rpv, 办法:选择有利船型参数 — (兴波)有利干扰
船型趋于瘦削— 减小粘压 高速船 Fr>0.30
Rw成为主要成分,力求减小Rw。 办法：减小船首波系的波高—船体（前体）瘦长
Δ
0.01L 3
Rt
Δ
0 .0 1 L 3 可取大些
高速船
Δ
0.01L 3
Rt
Δ
0.01L 3
3、不同船舶的 △/(0.01L)3选取
可取小些
（1）低、中速船△/(0.01L)3取大些， 随着V增加，降低△/(0.01L)3，船型肥短
（2）高速船△/(0.01L)3比低速船小得多，船型瘦长 （3） △/(0.01L)3对Rf与Rr影响相反，存在 Lopt
即
0 .减0Δ1 L小 3 ，总阻力的变化情况与低速船有所不
同，存在最佳船长Lopt
6.2 船体主尺度影响
（4）船长选择须考虑因素： 总布置、阻力、操纵性、耐波性、经济性
（5）利用经验公式估算船长
巴士久宁公式 L d isp 0 .3 0 5 C V sV s 2 2 1 3
其中速度单位为kn, 排水体积单位为m3
6.1 船型对阻力影响的基本概念
（2）满载水线形状： 面积、平行中段长度、首尾端形状、半进角
（3）首尾形状： 首尾横剖面形状、纵剖面形状
总阻力：C t f L 3 、 B T 、 C p 、 C m 、 船 体 形 状 、 F r
三、船型对阻力影响问题的研究方法
船模系列试验：对所研究的问题，选定母型船，并系 统地变化影响船体阻力的船型参数，制成一系列船模， 在对应的装载情况下拖曳试验。
6.2 船体主尺度影响
二、B/T影响
1、B/T 对 Rf 的影响 4.0 B/T=3.0附近，S最小； 3.6
1.02×S min
改变B/T对S影响不敏感；3.2
S min
B/d
B/T对Rf影响小
2.8
2.4 1.02×S min
2、B/T 对 Rr 的影响
2.0
0.40
0.50
0.60
Cb
0.70
高速船波浪长度大—首波在船尾难以实现有 利干扰
6.1 船型对阻力影响的基本概念
二、确定影响阻力的船型参数
1、主尺度比：L/B、B/T
2、船形系数： Cb、 Cp、 Cm、 L3
CpCb/Cm
L 3 CpLA3mLCpC Lm 2BTCpCm
L2B B T
6个参数—4个独立参数
3、船体形状
（1）横剖面面积曲线形状： xc 、Lp、首尾端形状
6.2 船体主尺度影响
（3）对总阻力影响
低速船： 摩擦阻力占总阻力的主要成分，可达总阻力的 70%以上。而Rr所占比例较小，因此当排水量一 定时，尽可能
L或者0.0Δ1L3 S
船型肥短，对阻力-舱容-造价均有利
6.2 船体主尺度影响
（3）对总阻力影响 高速船：
剩余阻力占总阻力的比例较大，因此随着船长增大，
0.80
B大，散波波高增加；T大，横波波高增加 B/T较小的船横波影响显著。两者对兴波的影 响，反映在剩余阻力有相反影响作用。
6.2 船体主尺度影响
3、对Rt的影响 B/T 对Rt有影响， 但不大.
中低速船： 常用B/T范围内， B/T增加0.1， Rt增加0.50%~0.75%
高速船： 增加的略多些 (设计时常选用 较大的B/T)
Δ
因此增大船长(或减小 0 .01 L 3 )将使摩擦阻力增加，即
L或 者 0.0Δ 1L3SRf
6.2 船体主尺度影响
1、由L变化，讨论 （2）对Rr的影响
Δ
0 .01 L 3
的影响
L或者0.0Δ1L3
Rr
？
Q 一 定 ， L 或 者 0 .0 Δ 1 L 3 B ,T B L R p v ,R W
明显，
Rr/Δ (N/t) Rr/Δ (N/t )
▽/(0.1L)3
▽/(0.1L)3
2 6.24 船6体主8 尺度影响1 2 3 4 5
9
Cp = 0.86
300
0.Leabharlann Baidu5
Cp = 0.80
7 0.75
0.70
250
0.55
0.65
5
0.70
0.60
Cp = 0.55
200
0.60
3 150
B/d = 2.25 Fr = 0.208
6.2 船体主尺度影响
2、由排水量变化，讨论△/(0.01L)3 的影响 L一定， △变化 （讨论单位排水量阻力变化） （1）对 Rf 影响
Rf S L 1
ΔΔ Δ Δ
Δ
0.01L3
SRf
（2）对 Rr 影响
低速船： △/(0.01L)3对 Rr /Δ的影响不大
高速船：
Δ
0.01L 3
Rf
1 100
Cp = 0.65
B/d = 2.25 Fr = 0.298
50 100 150 200 250 Δ/(0.01L)3
50
100
150
Δ/(0.01L)3
图6-4 排水量长度系数对Rr /Δ影响 (a)Fr＝0.208； (b)Fr＝0.298
6.2 船体主尺度影响
（3）对总阻力的影响
低速船
6.1 船型对阻力影响的基本概念
泰勒标准船模系列实验
6.2 船体主尺度影响
Δ
一、 排水量长度系数 0.01 L 3
Δ
1、由L变化，讨论 0.01 L 3 的影响
（1）对Rf的影响
S CS L
在参数Cm，Cp 和B/d 不变情况下，Cs 近似为常数， 因此可认为在排水量一定时， S L
6.1 船型对阻力影响的基本概念
一、船型、航速与阻力性能之间的关系
1、优良船型的含义 阻力性能优良船型是对某一定速度范围和航行环境而 言的； 讨论船型对阻力的影响必须与设计船速度范围相联系 （未来将同时考虑航行环境）
2、船舶分类及其主要阻力成分（水面排水型船） 低速船 Fr < 0.20
Rw很小, Rf与Rpv 主要;所以要减小Rf 和Rpv, Rf ∝S — 减小S — 船型肥短 — 易产生旋涡—去流段
适用于Δ＝1600～42000t的各类民用船 常数C的选取：C= 23.5, 当单桨船Vs ＝11.0kn～16.5kn
C= 24.0, 当双桨船Vs ＝15.5kn～18.5kn C= 26.0, Vs>20kn
艾亚公式 L b p 3 .3 4 4 1 0 .2 2 5 F r 1 3
其中排水量单位为吨 适用于Lbp = 120～140m的商船
6.1 船型对阻力影响的基本概念
中速船 0.20<Fr < 0.30
Rw随V提高而增大, 既要减小Rw 又要考虑Rf 和Rpv, 办法:选择有利船型参数 — (兴波)有利干扰
船型趋于瘦削— 减小粘压 高速船 Fr>0.30
Rw成为主要成分,力求减小Rw。 办法：减小船首波系的波高—船体（前体）瘦长
Δ
0.01L 3
Rt
Δ
0 .0 1 L 3 可取大些
高速船
Δ
0.01L 3
Rt
Δ
0.01L 3
3、不同船舶的 △/(0.01L)3选取
可取小些
（1）低、中速船△/(0.01L)3取大些， 随着V增加，降低△/(0.01L)3，船型肥短
（2）高速船△/(0.01L)3比低速船小得多，船型瘦长 （3） △/(0.01L)3对Rf与Rr影响相反，存在 Lopt
即
0 .减0Δ1 L小 3 ，总阻力的变化情况与低速船有所不
同，存在最佳船长Lopt
6.2 船体主尺度影响
（4）船长选择须考虑因素： 总布置、阻力、操纵性、耐波性、经济性
（5）利用经验公式估算船长
巴士久宁公式 L d isp 0 .3 0 5 C V sV s 2 2 1 3
其中速度单位为kn, 排水体积单位为m3
6.1 船型对阻力影响的基本概念
（2）满载水线形状： 面积、平行中段长度、首尾端形状、半进角
（3）首尾形状： 首尾横剖面形状、纵剖面形状
总阻力：C t f L 3 、 B T 、 C p 、 C m 、 船 体 形 状 、 F r
三、船型对阻力影响问题的研究方法
船模系列试验：对所研究的问题，选定母型船，并系 统地变化影响船体阻力的船型参数，制成一系列船模， 在对应的装载情况下拖曳试验。
6.2 船体主尺度影响
二、B/T影响
1、B/T 对 Rf 的影响 4.0 B/T=3.0附近，S最小； 3.6
1.02×S min
改变B/T对S影响不敏感；3.2
S min
B/d
B/T对Rf影响小
2.8
2.4 1.02×S min
2、B/T 对 Rr 的影响
2.0
0.40
0.50
0.60
Cb
0.70
高速船波浪长度大—首波在船尾难以实现有 利干扰
6.1 船型对阻力影响的基本概念
二、确定影响阻力的船型参数
1、主尺度比：L/B、B/T
2、船形系数： Cb、 Cp、 Cm、 L3
CpCb/Cm
L 3 CpLA3mLCpC Lm 2BTCpCm
L2B B T
6个参数—4个独立参数
3、船体形状
（1）横剖面面积曲线形状： xc 、Lp、首尾端形状
6.2 船体主尺度影响
（3）对总阻力影响
低速船： 摩擦阻力占总阻力的主要成分，可达总阻力的 70%以上。而Rr所占比例较小，因此当排水量一 定时，尽可能
L或者0.0Δ1L3 S
船型肥短，对阻力-舱容-造价均有利
6.2 船体主尺度影响
（3）对总阻力影响 高速船：
剩余阻力占总阻力的比例较大，因此随着船长增大，
0.80
B大，散波波高增加；T大，横波波高增加 B/T较小的船横波影响显著。两者对兴波的影 响，反映在剩余阻力有相反影响作用。
6.2 船体主尺度影响
3、对Rt的影响 B/T 对Rt有影响， 但不大.
中低速船： 常用B/T范围内， B/T增加0.1， Rt增加0.50%~0.75%
高速船： 增加的略多些 (设计时常选用 较大的B/T)
Δ
因此增大船长(或减小 0 .01 L 3 )将使摩擦阻力增加，即
L或 者 0.0Δ 1L3SRf
6.2 船体主尺度影响
1、由L变化，讨论 （2）对Rr的影响
Δ
0 .01 L 3
的影响
L或者0.0Δ1L3
Rr
？
Q 一 定 ， L 或 者 0 .0 Δ 1 L 3 B ,T B L R p v ,R W
明显，
Rr/Δ (N/t) Rr/Δ (N/t )
▽/(0.1L)3
▽/(0.1L)3
2 6.24 船6体主8 尺度影响1 2 3 4 5
9
Cp = 0.86
300
0.Leabharlann Baidu5
Cp = 0.80
7 0.75
0.70
250
0.55
0.65
5
0.70
0.60
Cp = 0.55
200
0.60
3 150
B/d = 2.25 Fr = 0.208
6.2 船体主尺度影响
2、由排水量变化，讨论△/(0.01L)3 的影响 L一定， △变化 （讨论单位排水量阻力变化） （1）对 Rf 影响
Rf S L 1
ΔΔ Δ Δ
Δ
0.01L3
SRf
（2）对 Rr 影响
低速船： △/(0.01L)3对 Rr /Δ的影响不大
高速船：
Δ
0.01L 3
Rf
1 100
Cp = 0.65
B/d = 2.25 Fr = 0.298
50 100 150 200 250 Δ/(0.01L)3
50
100
150
Δ/(0.01L)3
图6-4 排水量长度系数对Rr /Δ影响 (a)Fr＝0.208； (b)Fr＝0.298
6.2 船体主尺度影响
（3）对总阻力的影响
低速船