船舶阻力

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船舶阻力阻力

船舶阻力阻力

推进功率
PT T vA
W T
vA
vs
R X
有效功率 PT
T
PE R vs
PD n
T
P'D
n 主轴
PM
R PE
推力 轴承
主机
传送效率
主机功率PM
传递效率
S
船后桨收到功率P‘D
PD
M
Q
相对旋转
R
敞水桨收到功率PD
敞水桨
P
PD MQ
推进功率PT
PT T vA
船身效率
H
有效功率PE
PE R vs
1. 兴波阻力成因inf
➢ 理想流体 ➢ 粘性流体
Rw
Cw
1 2
Sv2
2. 船行波inf
3. 与速度之间关系 Rw v46 4. 占总阻力百分比 Rw / R0 10% 80%左右 5. 影响因素
船形(首部形状-水线面附近);速度;
1. 兴波阻力成因
1. 理想流体
W
Re 理 0
T
2. 粘性流体
v 水深傅汝德数: Fh gh
摩擦,涡流,兴波
§8.8 浅水航行对吃水的影响
一. 船舶在深水中航行的沉浮量inf 二. 船舶在浅水中航行的沉浮量inf
一、船舶在深水中航行的沉浮量
体积傅汝德数: Fnv
v gV 1/ 3
Fnv 1 排水状态 1 Fnv 3 过渡状态 Fn 3 滑行状态
深水中航行时的沉浮量
38
二、船舶在浅水中航行的沉浮量
变化规律:
水深傅汝德数: Fnv
v gh
Fnh 0.4 变化小
水深傅汝德数:
0.4 Fnh 1 尾倾

船舶阻力系数公式

船舶阻力系数公式

船舶阻力系数公式船舶在水中航行时,会受到各种各样的阻力,而要准确地分析和计算这些阻力,就离不开船舶阻力系数公式。

咱先来说说船舶阻力都有哪些种类。

就好比一辆汽车在路上跑,会受到风阻、路面摩擦力等等的影响,船舶在水里也一样,会碰到摩擦阻力、兴波阻力、形状阻力等等。

这摩擦阻力呀,就像是船的身体和水在不停地“摩擦摩擦”,水可不是好惹的,它就会给船一个阻力。

兴波阻力呢,船在水里跑,就像咱们跑步会带起风一样,它会掀起波浪,这波浪反过来就会给船制造麻烦,形成阻力。

形状阻力呢,简单说就是船的外形如果不太“顺溜”,水就不乐意了,阻力也就跟着来了。

那这船舶阻力系数公式到底是个啥呢?其实它就像是一把神奇的钥匙,能帮咱们打开了解船舶阻力的大门。

比如说常见的船舶阻力系数公式,会考虑到船的速度、形状、水的密度等等好多因素。

我记得有一次去参观造船厂,那场面可壮观啦!一艘巨大的船舶正在建造中。

我就和旁边的工程师聊起来船舶阻力的问题。

他指着那船的模型跟我说:“你看这船头的形状,如果设计不好,阻力可就大了去了。

”然后他拿起一张图纸,上面密密麻麻写着各种公式和参数,其中就有船舶阻力系数公式。

他给我解释说,通过这个公式,他们能提前预估这艘船在水里航行时大概会受到多大的阻力,然后在设计上进行优化,让船跑得更快更省油。

这公式里的每个参数都有它的讲究。

速度快了,阻力自然会增大;船的形状越流线型,阻力通常就会越小;水的密度也会有影响,在不同的水域,水的密度可能会有细微差别,这也得考虑进去。

再来说说这公式在实际中的应用。

比如在船舶的设计阶段,设计师们会用这个公式反复计算和模拟,调整船的外形、尺寸,力求让船舶在满足各种功能需求的同时,阻力最小化。

在船舶的运营过程中,船员们也能根据这个公式,结合实际的航行情况,来调整航行速度和航线,达到节能增效的目的。

不过,要想准确地运用这个公式,可不是一件简单的事儿。

它需要大量的实验数据和精确的测量,还得考虑到各种复杂的实际情况。

船舶阻力要点

船舶阻力要点

第一章总论1.船舶快速性,船舶快速性问题的分解。

船舶快速性:对一定的船舶在给定主机功率时,能达到的航速较高者快速性好;或者,对一定的船舶要求达到一定航速时,所需主机功率小者快速性好。

船舶快速性简化成两部分:“船舶阻力”部分:研究船舶在等速直线航行过程中船体受到的各种阻力问题。

“船舶推进”部分:研究克服船体阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船、机、桨(推进器)的匹配问题。

2.船舶阻力,船舶阻力研究的主要内容、主要方法。

船舶阻力:船舶在航行过程中会受到流体(水和空气)阻止它前进的力,这种与船体运动相反的作用力称为船的阻力。

船舶阻力研究的主要内容:1.船舶以一定速度在水中直线航行时所遭受的各种阻力的成因及其性质;2.阻力随航速、船型和外界条件的变化规律;3.研究减小阻力的方法,寻求设计低阻力的优良船型;4.如何较准确地估算船舶阻力,为设计推进器(螺旋桨)决定主机功率提供依据。

研究船舶阻力的方法:1.理论研究方法:应用流体力学的理论,通过对问题的观察、调查、思索和分析,抓住问题的核心和关键,确定拟采取的措施。

2.试验方法:包括船模试验和实船实验,船模试验是根据对问题本质的理性认识,按照相似理论在试验池中进行试验,以获得问题定性和定量的解决。

3.数值模拟:根据数学模型,采用数值方法预报船舶航行性能,优化船型和推进器的设计。

3.水面舰船阻力的组成,每种阻力的成因。

船舶在水面航行时的阻力由裸船体阻力和附加阻力组成,其中附加阻力包括空气阻力、汹涛阻力和附体阻力。

船体阻力的成因:船体在运动过程中兴起波浪,船首的波峰使首部压力增加,而船尾的波谷使尾部压力降低,产生了兴波阻力;由于水的粘性,在船体周围形成“边界层”,从而使船体运动过程中受到摩擦阻力;在船体曲度骤变处,特别是较丰满船的尾部常会产生漩涡,引起船体前后压力不平衡而产生粘压阻力。

4.船舶阻力分类方法。

1.按产生阻力的物理现象分类:船体总阻力由兴波阻力、摩擦阻力和粘压阻力Rpv三者组成,即Rt二Rw+Rf+Rpv.2.按作用力的方向分类:分为由兴波和旋涡引起的垂直于船体表面压力和船体表面切向水质点的摩擦阻力,即Rt=Rf+Rp.3.按流体性质分类:分为兴波阻力和粘性阻力(摩擦阻力和粘压阻力),即Rt=Rw+Rv.4.傅汝德阻力分类:分为摩擦阻力和剩余阻力(粘压阻力和兴波阻力), 即Rt二Rf+Rr.5.船舶动力相似定律,研究船舶动力相似定律的意义,粘性与重力互不相干假定。

船舶阻力

船舶阻力

1.船舶受力:1地球引力2浮力3流体动力4推进器推力2.船舶阻力:船舶受到流体作用在船舶运动相反方向上的力3.船舶阻力+传播推进=快速性船舶快速性:尽可能消耗较少的主机功率以维持一定航速的能力4.船舶性能:稳性、浮性、抗沉性、快速性、操纵性、耐波性5.船舶阻力曲线:船舶阻力随航速变化的曲线6.1海里/时(节)=1.852公里/时=0.5144m/s1米/秒=3.6km/h=1.942节雷诺数:Re=u L/V 长度弗劳德数:体积弗劳德数:gL UFr =水深弗劳德数:31.∇=∇g U Fr hg U Fr h .=7.船舶航态:1排水航行状态Fr<1.02过渡状态1.0<Fr <3.0(护卫、巡逻、高速双体、V 型快船)3滑行状态Fr>3.08.排水型船舶:低速船(Fr<0.2)中速(0.2<Fr<0.3)高速(Fr>0.3)9.随体坐标系:固接于船体上的坐标系10.航道:1深水航道2限制航道(a 浅水航道水深b 狭窄航道水深宽度)11.船舶阻力:1水阻力(a 静水阻力b 汹涛阻力)2空气阻力12.船体阻力R t :1摩擦阻力R f 2剩余阻力R r (a 粘压阻力F pv b 兴波阻力F w )13.湿表面积:船舶处于正浮状态时水线以下裸船体与水接触处表面积14.船体周围流场:主流区、边界层、边界层和由于边界层分离产生的漩涡区15.1摩擦阻力:船舶表面的剪切应力在船舶运动方向上的投影沿船体表面积分所得合力(能量观点):就某一封闭区,当船在静水中航行,由于粘性作用会带动一部分水运动(边界层),为携带它运动,船体不断提供能量给水,产生摩擦阻力。

2粘压阻力(形状阻力或漩涡阻力):由于粘性作用,船体前后压力不对称产生压力差即为粘压阻力(能量观点):船尾部形成漩涡要消耗能量,一部分能量被冲向船后方的同时,在船艉部又持续不断的产生漩涡,船体不断为流体提供能量,这部分能量消耗就是粘压阻力表现形式3兴波阻力:由于船体兴波导致船体压力前后分布不对称而产生的与船体运动方向相反的压力差,成为兴波阻力16.形状效应:船体表面弯曲影响使其摩擦阻力与相当平板计算所得结果的差别17.相当平板理论:假设具有相同长度,相同运动速度和湿表面积的船体和平板的摩擦力相同18.污底:海洋中的生物附着在船体表面,增加船体表面的粗糙度,使阻力增加很大19.船体表面粗糙度:1普通粗糙度:油漆面粗糙度,壳板平面2局部粗糙度:结构粗糙度20.减小摩擦阻力的方法:1减小湿表面积。

知识点二 船舶的阻力-PPT课件

知识点二 船舶的阻力-PPT课件

附加阻力
• 汹涛阻力
船舶阻力也会由于风、浪和船身的剧烈摇摆运动的影响而增加。顶浪航行 时,一般船舶总阻力比静水状态增加50%~100%。
• 空气阻力
空气阻力指在静水状态下(3级风以下),船舶水上部分对空气的相对运动产 生的阻力。一般来说,空气阻力与船速的平方以及船体水线以上部分正投影面 积成正比。一般情况下,空气阻力通常占总阻力的2%~4%左右,但集装箱船由 于其船体水线以上部分正投影面积较大,且船速较高,其空气阻力占总阻力的 比例可达10%。 附加阻力的大小与风浪大小、船体污底轻重及航道浅窄有关。
附加阻力
指船舶营运过程中由于船舶附体的增加、船体表面粗糙 度、海况、风以及海流等引起的船舶阻力增量。附加阻 力包括: • (1)附体阻力 • (2)坞底阻力 • (3)汹涛阻力 • (4)空气阻力
附加阻力
• 附体阻力
指由于舵、舭龙骨及轴包架等附体对水运动而增加的部分阻力。
• 坞底阻力
船舶营运过程中,船壳板上漆层的脱落、海生物的生长都会使船体表面变为粗 糙,意味着船舶摩擦阻力的增加。这种船体表面粗糙度的增大,在整个船舶使 用寿命期间可能使总阻力增加25%~50%。有关数据显示,每米长度的粗糙度厚 度为25μm时,船速降低1%。
船舶阻力的构成
• 营运中的船舶所受的阻力总量RT由基本阻力R0和附加阻力 △R两部分构成。 船舶阻力表示为:
RT=R0+ΔR
基本阻力
• 基本阻力是指新出坞的裸船体(不包括附属体)在平 静水面行驶时对船体产生的阻力。由摩擦阻力、兴波 阻力、涡流阻力三部分组成,即
R0=RF+RW+RE
基本阻力
• 摩的阻力
船舶的阻力
• 船舶在水面上以一定的航速航行,船舶必须依靠主机 发出的功率,驱动推进器产生推力,从而克服船舶本 身所受的各种阻力。

船舶阻力与船速的计算公式

船舶阻力与船速的计算公式

船舶阻力与船速的计算公式船舶阻力与船速的计算公式是船舶设计和航行中非常重要的内容。

船舶阻力是指船舶在航行中受到的水流、风力和波浪等外部力量的阻碍,是决定船舶动力系统设计和船舶性能的重要因素之一。

船舶的阻力与船速之间存在着密切的关系,通过计算可以得到船舶在不同航速下的阻力大小,为船舶设计和航行提供重要的参考依据。

船舶阻力的计算公式可以分为静水阻力和波浪阻力两部分。

静水阻力是指船舶在静止状态下受到的水流阻力,主要与船体的形状和湿表面积有关;波浪阻力是指船舶在航行中受到的波浪阻力,主要与船舶航行速度和波浪形态有关。

下面我们将分别介绍船舶静水阻力和波浪阻力的计算公式。

静水阻力的计算公式通常采用法国工程师Froude提出的Froude公式,即:\[ R = k \times S \times V^2 \]其中,R为静水阻力,k为阻力系数,S为湿表面积,V为船舶航行速度。

阻力系数k是与船舶的形状和流体粘度等因素相关的常数,可以通过实验或经验公式进行确定。

湿表面积S是指船舶在水中的受潮表面积,通常可以通过船舶的几何形状参数计算得到。

船舶的航行速度V是指船舶相对于水流的速度,是静水阻力的一个重要影响因素。

通过Froude公式可以得到船舶在不同航速下的静水阻力大小,为船舶设计和性能分析提供了重要的参考数据。

波浪阻力的计算公式通常采用Holtrop提出的Holtrop公式,即:\[ R_{w} = 0.5 \times \rho \times g \times C_{1} \times A_{T} \times B_{L} \times \left( 1 + k_{B} \times \left( 1.0 C_{B} \right) \right) \times C_{B} \times S \times\left( 1 + 0.35 \times \left( \frac{B_{L}}{T} \right) \right) \times \left( 1 C_{F} \right) \times \left( 1 \frac{C_{F}}{C_{F} + 1} \right) \times \left( 1 \frac{C_{F}}{C_{F} + 2} \right) \times \left( 1 \frac{C_{F}}{C_{F} + 3} \right) \times C_{F} \times V^2 \]其中,\( R_{w} \)为波浪阻力,\( \rho \)为水的密度,g为重力加速度,\( C_{1} \)为修正系数,\( A_{T} \)为横截面积系数,\( B_{L} \)为船舶长度与波长的比值,\( k_{B} \)为波浪系数,\( C_{B} \)为方形系数,S为湿表面积,\( T \)为船舶吃水深度,\( C_{F} \)为摩擦系数,V为船舶航行速度。

船舶原理-船舶阻力

船舶原理-船舶阻力
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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
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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
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Sm
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Lm Ls
Sm Ss
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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
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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。
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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

《船舶阻力》思考题与习题(5页)

《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。

船舶阻力与推进计算题

船舶阻力与推进计算题

船舶阻力与推进计算船舶阻力与推进是船舶运行过程中的两个重要方面。

阻力是指船舶在水中航行时所受到的力,而推进是为了克服阻力,使船舶能够前进。

一、船舶阻力计算船舶阻力分为摩擦阻力和波浪阻力两部分。

1.摩擦阻力摩擦阻力是由船体与水之间的摩擦引起的,可以通过以下公式计算:F f=12C fρAV22.其中,F f为摩擦阻力,C f为阻力系数,ρ为水的密度,A为船舶受到水流的有效面积,V为船舶相对水流的速度。

3.波浪阻力波浪阻力是由船体将水推离出去形成的波浪引起的,可以通过以下公式计算:F w=12C wρgV2L4.其中,F w为波浪阻力,C w为波浪阻力系数,ρ为水的密度,g为重力加速度,V为船舶相对水流的速度,L为船舶的长度。

二、船舶推进计算船舶的推进力可以通过以下公式计算:F t=Pηpηmηv其中,F t为推进力,P为功率,ηp为螺旋桨效率,ηm为主机效率,ηv为传动效率。

船舶螺旋桨效率的计算可以通过以下公式进行近似估算:ηp=√11+(Kt−1)J其中,K为螺旋桨的膨胀系数,t为螺旋桨的扭曲系数,J为进流系数。

船舶主机效率的计算可以通过以下公式进行近似估算:ηm=0.5+0.61(1−(L p L ))其中,L p为主机的长度,L为船舶的长度。

船舶传动效率的计算可以通过以下公式进行近似估算:ηv =√BL T其中,B 为船舶的宽度,L 为船舶的长度,T 为船舶的吃水深度。

三、总体计算 船舶的总阻力可以通过以下公式计算:F r =F f +F w其中,F r 为总阻力,F f 为摩擦阻力,F w 为波浪阻力。

船舶的净推进力可以通过以下公式计算:F n et =F t −F r其中,F n et 为净推进力,F t 为推进力,F r 为总阻力。

根据以上计算公式,可以对船舶的阻力和推进进行准确的计算。

在实际应用中,还需考虑船舶的工作状态、环境条件等因素,进行综合评估和调整。

船舶阻力

船舶阻力

第一章 1.什么是快速性? 船舶快速性是在给定主机功率时,表征船舶航速高低的一种性能。

加2.船体阻力的分类: a 、船舶周围流动现象和产生的原因来分类 R t = R w + R f + R pvb 、按作用在船体表面上的流体作用力的方向来分类 R t = R f + R p C 、按流体性质分类 Rt=Rw+Rv ,其中,Rv=Rf+Rpv d.付汝德分类 Rt=Rf+Rr ,其中,Rr=Rw+Rvp 2.什么叫力学相似? 两物系任一对应里成比例,所有涉及的力有惯性力,粘性力,重力。

3.付汝德相似的条件是什么?当两形似船的付汝德数Fr 相等时,兴波阻力系数Cw 必相等。

4.什么是比较律? 形似船在相应速度时(或相同付汝德数Fr ),单位排水量兴波阻力必相等。

(付汝德比较定律)5.雷诺相似的条件是什么?当雷诺数相同时,两形似物体粘性阻力系数必相等。

当雷诺数相同时,不同平板的摩擦阻力系数必相等。

6.为什么说全相似不可能? 全相似定律:水面船舶的总阻力系数是雷诺数和付汝德的函数,若能实船和船模的雷诺数和付汝德数同时相等,就称为全相似,在满足全相似的条件下,实船和船模的总阻力系数为一常数,称为全相似定律。

若付汝德数和雷诺数同时相等时,则船模和实船的长度以及运动粘性系数应满足实际上船模是在水池中进行试验,而海水和淡水的运动粘性系数相差不大。

可假定,则要满足全相似条件,除非即而且,这意味着实船即船模,或实船在试验池内进行试验,这显然是不现实的。

第二章 7.简述摩擦阻力产生的原因、计算方法。

原因:当水或客气流经平板表面时,由于流体的粘性作用,在平板表面附近形成界层,虽然界层厚度很小,但界层内流体速度的变化率很大。

8.减小摩擦阻力的措施。

减小摩擦阻力的方法:1、首先从船体设计本身考虑,低速船选取较大的排水体积长度系数(或较小的L/B)从减小湿面积的观点看是合理的,另外减少不必要的附体如呆木等,或尽量采用表面积较小的附体亦可减少摩擦阻力。

船舶的基本阻力包括的哪些阻力

船舶的基本阻力包括的哪些阻力

船舶的基本阻力包括的哪些阻力1.船舶的基本阻力包括的哪些阻力?(3分)摩擦阻力,涡涡流阻力,兴波阻力2..简单陈述基本阻力的成因和降阻措施。

(6分)摩擦阻力:成因,船体在水中运动时,由于水具有粘性是船体周围有一薄层水被船体带动遂川一起运动。

由于各层水流速度大小不同,在各层水流之间必然会产生切应力作用,这种由于流体的粘性而产生的切应力沿着船舶运动方向上的合力,成为船舶摩擦阻力。

降阻措施:降低船体表面的曲度和粗糙度,减小流体粘性,减小形势速度,减小是表面面积涡流阻力:当水流经船体时,由于水具有粘性说引起的首尾压力差而形成的阻力。

降阻措施:船尾设计成很好的流线型。

兴波阻力:船舶在静水面上行驶时由于兴起波浪而形成的阻力,为兴波阻力。

降阻措施:选择适当的船长和菱形系数。

船首水线下的船体设计成球鼻型。

3.运营船舶是怎样应付汹涛阻力的?(2分)预留储备功率4.船舶在浅水中航行,会给航态和阻力带来什么影响?。

(6分)船舶在浅水中航行,由于水与船的相对速度增加,和船行波变化的影响,使船舶阻力增加,航行钻台改变即吹水增加以及发生首倾或是尾倾。

船舶一同样的速度在浅水中航行于在深水中航行相比较,由于在浅水中航行时船底与河堤之间间隙变小使得水流相对于船体的速度增加,使水压下降,船体下沉吃水增加,船的湿面积增加,由于流速增加使船底与河底的间隙变小,易产生涡流。

一次船舶在潜水中航行时,摩擦阻力和涡流阻力都会增加。

船舶在浅水航行时船行波的波形发生变化,行波范围逐渐扩大,使兴波阻力增加。

5.污底阻力的本质是增加基本阻力中的哪种阻力成分?。

(2分)摩擦阻力6.球鼻艏的设置的目的是为了:美观?减小波阻?加强艏部强度?增加艏尖舱容?。

(2分)减小波阻球鼻兴起的波谷与船首兴起的波峰正好处于同一位置时,则两波的合成波较务球鼻时平坦,减小船舶的兴波阻力。

7.甲板上过高堆放货物给船增加的是什么阻力?。

(2分)附加阻力即空气阻力。

船舶阻力——精选推荐

船舶阻力——精选推荐

船舶阻力1. 船舶快速性:在给定主机功率时,表征航速高低的一种性能。

3. 推进部分:研究克服阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船机桨的配合问题。

4. 研究船舶快速性的方法:理论研究方法,实验方法,数值模拟。

6. 船舶总阻力Rt:摩擦阻力Rf,压阻力Rp。

压阻力Rp:粘压阻力Rpv,兴波阻力Rw。

粘性阻力Rv:摩擦阻力Rf,粘压阻力Rpv。

船体总阻力Rt:粘性阻力Rv,兴波阻力Rw。

7. Rt=Rw+Rf+Rpv8. 对于Rpv的处理:(1)Rpv+Rw=Rr剩余阻力(2)Rpv+Rf=Rv (粘性阻力),则有Rt=(1+k)Rf+Rw9. 阻力相似定律:(1)粘性阻力相似定律----雷诺定律-------Cr=f (Re)对于一定形状的物体,粘性阻力系数仅与雷诺数有关,当Re相同时,两形似物体的粘性系数必相等。

10. 兴波阻力相似定律----傅汝德定律-----Cw=f(Fr)对于给定船型的兴波阻力系数仅是Fr的函数,当两形似船的Fr 相等时,兴波阻力系数必相等,称为傅汝德定律。

形似船:仅大小不同,形状完全相似(即几何相似)的船舶之间的统称。

Rws?s=Rwm?mFr数),单位排水量兴波阻力必相等。

11. 船体总阻力相似定律----全相似定律------Ct=f(Re,Fr)---可得,水面船舶的总阻力系数是雷诺数和傅汝德数的函数。

第二章粘性阻力1. 相当平板假定:实船和船模的摩擦阻力分别等于与其同速度,同长度,同湿表面积的光滑平板的摩擦阻力。

3. 一般船舶的雷诺数在4×106~3×108,其对应的流动状态是湍流边界层。

4. 光滑平板层流摩擦阻力系数公式(速度为对数分布的计算方法)(1)桑海公式:Re∈106~109时,Cf=(lgRe)美国(2)柏兰特-许立汀公式:Cf=(lgRe)2.58 ---------欧洲(3)ITTC:Cf=0.075(lgRe?2)20.4550.4631 --------我国5.船体表面弯曲度+表面粗糙度对Rf的影响6. 船体表面粗糙度:(1)普遍粗糙度(又称漆面粗糙度),主要是油漆面的粗糙度,壳板表面凹凸不平等。

关于船舶阻力

关于船舶阻力

船舶阻力
船舶阻力是指船舶在航行或静止时所受到的抵抗力,它对船舶运行速度和能耗有重要影响。

船舶阻力可以分为以下几种类型:
1.摩擦阻力:摩擦阻力是由于水流与船体表面摩擦产生的阻
力。

摩擦阻力与船体湿表面积、水流速度和船体表面粗糙
度等因素有关。

2.波浪阻力:波浪阻力是由于船舶行驶时所产生的波浪系统
引起的阻力。

这种阻力与船体速度、船体几何形状和波浪
特性等因素有关。

3.空气阻力:空气阻力是指船舶行驶时,船载货物、船舶部
件和船体上的空气动力学阻力。

空气阻力与风速、风向和
船舶的形状等因素有关。

4.波浪侧倾阻力:波浪侧倾阻力是由于船舶行驶时,波浪在
船体两侧产生的侧倾效应引起的阻力。

这种阻力与船体速
度、船体宽度和波浪特性等因素有关。

5.加速度阻力:加速度阻力是由于船舶改变运动状态时所产
生的阻力。

这种阻力与船舶质量、船速改变率和推进装置
性能等因素有关。

船舶阻力的准确计算对于船舶设计和运行至关重要。

船舶设计师和工程师通常采用数值模拟、实验测试和经验公式等方法来估算和优化船舶阻力,以提高船舶的运行效率和节能性。

船舶阻力数值计算

船舶阻力数值计算

船舶阻力数值计算船舶阻力是指船只在航行中遭受的水流阻碍而产生的阻力。

船舶阻力的准确计算对于设计船只的性能以及评估船只的能效至关重要。

船舶阻力数值计算涉及到多个复杂的参数和公式,下面将详细介绍船舶阻力数值计算的方法。

1.船舶几何参数的计算:船舶的外形和尺寸是计算阻力的基础。

常见的几何参数包括船舶的长、宽、吃水深度、型佳系数等。

这些参数可以根据船舶的设计图纸和规格手册获得。

2.黏性阻力的计算:黏性阻力是由于水流与船体表面接触而产生的阻力。

根据斯托克斯定律,黏性阻力与船体的湿表面积和黏度成正比。

黏性阻力可以通过计算湿表面积和黏度,然后使用相应的公式进行计算。

3.波浪阻力的计算:波浪阻力是由水流与船体产生的波浪相互作用而造成的阻力。

波浪阻力的计算可以通过船舶的速度和波浪参数来估算。

常见的波浪阻力计算方法包括亚当斯公式和法拉第公式等。

4.鲨鱼阻力的计算:鲨鱼阻力是由船体形状造成的额外阻力,主要是由于船头的凹型和船尾的凸型造成的。

鲨鱼阻力的计算需要基于船舶的几何参数和流体力学理论进行估算。

5.欠驱动阻力的计算:欠驱动阻力是指船舶在航行中由于推进力不足而导致的阻力。

欠驱动阻力的计算需要考虑船舶的推进力与阻力的平衡关系,通常使用航速-功率曲线进行计算。

6.其他阻力的计算:船舶在航行中还会受到其他因素的影响而产生额外的阻力,如侧风阻力、摩擦阻力等。

这些阻力可以通过合适的公式进行计算。

需要注意的是,船舶阻力的数值计算是一个复杂的过程,需要考虑多个因素的影响,如船舶的船型、航速、航线等。

在实际计算中,通常采用数值模拟或实验方法来获得更精确的结果。

综上所述,船舶阻力数值计算是一个复杂而关键的过程,需要考虑多个参数和公式。

准确计算船舶阻力有助于优化船舶的设计和提高船舶的能效,对于船舶工程和海洋工程领域具有重要意义。

船舶阻力与节能措施

船舶阻力与节能措施

船舶阻力与节能措施船舶在航行过程中,阻力是影响其性能和燃油效率的主要因素之一。

因此,理解和研究船舶阻力对于提高船舶的航行效率和降低运营成本具有重要意义。

1. 船舶阻力概述船舶阻力主要包括摩擦阻力和剩余阻力。

摩擦阻力是由于船体与水流之间的摩擦作用产生的,它与船体的形状、粗糙度和水流的速度有关。

剩余阻力是由于船体形状和水流运动之间的相互作用产生的,它与船体的形状、水流的速度和船体的运动状态有关。

船舶的阻力特性受到船体形状、船体大小、船体材料和船体结构等多种因素的影响。

在设计和建造船舶时,可以通过优化船体形状、采用高强度材料和采用流线型设计等措施来减小船舶阻力。

2. 船舶节能措施为了降低船舶的阻力,提高其航行效率,可以采取一系列的节能措施。

2.1 优化船体形状优化船体形状是减小船舶阻力的有效方法之一。

船体形状的优化可以减小船体与水流之间的摩擦阻力,从而降低船舶的阻力。

例如,可以采用流线型设计,使船体表面更加光滑,减小船体与水流之间的摩擦力。

2.2 采用高效推进系统船舶的推进系统是影响其燃油效率的重要因素之一。

采用高效推进系统可以减小船舶的阻力,提高其航行效率。

例如,可以采用螺旋桨推进器,通过优化螺旋桨的设计和材料,提高推进效率。

2.3 采用节能材料采用节能材料可以减小船舶的质量和阻力,提高其航行效率。

例如,可以采用高强度钢材料,减小船体的质量和阻力。

2.4 采用节能技术采用节能技术可以减小船舶的阻力,提高其航行效率。

例如,可以采用电力推进技术,通过电能驱动船舶,减小燃油消耗。

3. 结论船舶阻力是影响其航行效率和燃油效率的主要因素之一。

为了减小船舶阻力,提高其航行效率,可以采取优化船体形状、采用高效推进系统、采用节能材料和采用节能技术等措施。

这些措施可以有效地减小船舶的阻力,提高其航行效率,从而降低运营成本。

4. 船舶阻力的测量与模拟为了有效地研究和改进船舶阻力,需要对其进行准确的测量和模拟。

现代船舶设计中,通常采用数值模拟和模型试验相结合的方法来研究船舶阻力。

船舶阻力数值计算

船舶阻力数值计算

船舶阻力数值计算船舶阻力是指在船舶运行中所受到的阻碍和抵抗的力量。

船舶阻力的计算对于船舶的设计、性能评估、节能减排等方面都具有重要的意义。

下面将介绍船舶阻力数值计算的一般方法。

船舶阻力由以下几个主要部分组成:摩擦阻力、波浪阻力和附加阻力。

摩擦阻力是由于船舶与水之间的直接接触产生的阻力,包括湿表面的摩擦阻力和水线周长(长、中、短取平均值)抗操纵阻力。

摩擦阻力可以根据庞德尔船舶阻力公式进行计算,其中摩擦阻力与湿表面积的平方根成正比,与速度的平方成正比。

波浪阻力是由于船体在航行过程中引起的波浪形成的阻力。

波浪阻力可以通过里纳德船舶阻力公式进行计算,其中波浪阻力与船体湿表面积、速度的四次方、波浪系数和波浪高度的乘积成正比。

附加阻力是由于船舶晃动、涡流、压力分布不均匀等因素引起的附加阻力。

附加阻力可以通过经验公式进行估计,如ITTC-57、Holtrop等公式。

除了上述基本的阻力成分外,船舶还受到其他因素的影响,如纵浪阻力、侧浪阻力、浮船坞阻力、机械传动系统的阻力等。

这些因素的计算需要根据特定的船型和工况进行分析和评估。

船舶阻力的计算是一个复杂而多变的过程,需要考虑众多的参数和因素。

船舶阻力的数值计算可以通过模型试验、数值模拟或经验公式等方法进行。

其中,数值模拟方法如CFD(计算流体力学)模拟可以提供比较准确的结果,但计算时间和成本较高;经验公式方法则基于大量实际船舶的试航数据和统计分析,适用性较广。

总之,船舶阻力数值计算是船舶设计和性能评估的关键环节之一、通过合理准确地计算船舶阻力,可以为船舶的优化设计、节能减排等提供参考依据,并为船舶的性能预测和装备选型提供可靠的技术支持。

第七章 船舶阻力9.30

第七章 船舶阻力9.30

第七章 船舶阻力船舶快速性:船舶消耗较小功率,维持一定航行速度的性能。

由船舶阻力和船舶推进两部分组成。

第一节 船舶阻力的分类及成因船舶阻力构成:空气阻力仅占其总阻力的2%~4%一、船体阻力的分类及成因1.按产生阻力的物理性质分类t w f pv R R R R =++船体总阻力=兴波阻力+摩擦阻力+粘压阻力(漩涡阻力)1)兴波阻力的成因:根据伯努利方程,当水流流经船体时,随着船长方向流速的变化,水面高度也会起变化。

在船舶首尾两端的速度最低处,产生水位上升,而在船体中部速度最高区域内,产生水位下降,这就是形成船波的原因。

伯努利方程:g u g p Z g u g p Z 2//2//22222111++=++ρρ首横波自首柱后一波峰开始,尾横波自尾柱前一波谷开始船首的波峰使首部压力增加,而船尾的波谷使尾部压力降低,于是产生首尾流体动压力差。

这种由兴波引起压力分布的改变所产生的阻力称为兴波阻力。

从能量观点来解释。

船行波必具有一定能量,这个能量只能由船舶克服流体阻力作功而转化出来,波浪的存在正说明了兴波阻力的存在。

2)摩擦阻力的成因:由于流体的粘性,水质点沿着船体表面运动,构成了阻碍船舶运动的力。

3)粘压阻力的成因:理想流体(无黏性)x 轴方向上来流的速度、压力变化水质点远处为V =V 0,接近A 点V 逐渐变小,到达A 点V =0,过A 点分流向后V 逐渐增大,到达C 点,V 达到最大值V 理,过C 点V 逐渐变小,到达B点V =0支流汇合,离开B 点V 逐渐增大恢复为V 0。

压力分布如曲线I.作用在前后体上的合力相等,阻力为零。

实际流体(有黏性)x 轴方向上来流的速度、压力变化由于黏性形成边界层(流速受到影响的水层)。

当水质点到达C 点,V 达到最大值V 实<V 理,由于动能较小,到达D 点V =0,过D 点在压力差的作用下水质点回流,形成许多不稳定的旋涡并与水流一起被冲向船后方。

旋涡的产生使船尾部压力降低,从而使船体沿船长方向的压力分布发生变化,即加大了船首尾压力差(压力分布如曲线Ⅲ)产生了阻力。

第七章 船舶阻力9.30

第七章 船舶阻力9.30

第七章 船舶阻力船舶快速性:船舶消耗较小功率,维持一定航行速度的性能。

由船舶阻力和船舶推进两部分组成。

第一节 船舶阻力的分类及成因船舶阻力构成:空气阻力仅占其总阻力的2%~4%一、船体阻力的分类及成因1.按产生阻力的物理性质分类t w f pv R R R R =++船体总阻力=兴波阻力+摩擦阻力+粘压阻力(漩涡阻力)1)兴波阻力的成因:根据伯努利方程,当水流流经船体时,随着船长方向流速的变化,水面高度也会起变化。

在船舶首尾两端的速度最低处,产生水位上升,而在船体中部速度最高区域内,产生水位下降,这就是形成船波的原因。

伯努利方程:g u g p Z g u g p Z 2//2//22222111++=++ρρ首横波自首柱后一波峰开始,尾横波自尾柱前一波谷开始船首的波峰使首部压力增加,而船尾的波谷使尾部压力降低,于是产生首尾流体动压力差。

这种由兴波引起压力分布的改变所产生的阻力称为兴波阻力。

从能量观点来解释。

船行波必具有一定能量,这个能量只能由船舶克服流体阻力作功而转化出来,波浪的存在正说明了兴波阻力的存在。

2)摩擦阻力的成因:由于流体的粘性,水质点沿着船体表面运动,构成了阻碍船舶运动的力。

3)粘压阻力的成因:理想流体(无黏性)x 轴方向上来流的速度、压力变化水质点远处为V =V 0,接近A 点V 逐渐变小,到达A 点V =0,过A 点分流向后V 逐渐增大,到达C 点,V 达到最大值V 理,过C 点V 逐渐变小,到达B点V =0支流汇合,离开B 点V 逐渐增大恢复为V 0。

压力分布如曲线I.作用在前后体上的合力相等,阻力为零。

实际流体(有黏性)x 轴方向上来流的速度、压力变化由于黏性形成边界层(流速受到影响的水层)。

当水质点到达C 点,V 达到最大值V 实<V 理,由于动能较小,到达D 点V =0,过D 点在压力差的作用下水质点回流,形成许多不稳定的旋涡并与水流一起被冲向船后方。

旋涡的产生使船尾部压力降低,从而使船体沿船长方向的压力分布发生变化,即加大了船首尾压力差(压力分布如曲线Ⅲ)产生了阻力。

船舶阻力与船舶推进1

船舶阻力与船舶推进1

一、船舶阻力总论第一部分:主要知识点一、船舶快速性的含义1、概念:船舶尽可能消耗较小的主机功率以维持一定航行速度的能力。

或者说,船舶快速性是在给定主机功率时,表征船舶航行速度高低的一种性能。

对一定的船舶在给定主机功率时,能达到的航速较高者,谓之快速性好,反之为差;或者,对一定的船舶要求达到一定航速时,所需主机功率小者,谓之快速性好,反之则否。

2、船舶能达到航速的高低取决于:它所受阻力的大小、主机功率大小和推进效率高低这三个因素。

3、主要内容:船舶阻力和船舶推进两个方面。

4、推进器是指把发动机发出的功率转换为推船前进的动力的专门装置和机构。

二、船舶阻力的分类裸船体阻力静水阻力船舶阻力水阻力附体阻力船舶阻力汹涛阻力附加阻力空气阻力*汹涛阻力:波浪中的水阻力增加值。

三、船体阻力的成因和分类1、成因船体在静水中运动时所受到的阻力与船体周围的流动现象密切有关。

1)兴波一般首柱后缘为波峰,尾柱前缘为波谷,改变了船体周围的水压力分布,船首的波峰使首部压力增加,而船尾的波谷使尾部压力降低,于是产生首尾流体动压力差(与船航行方向相反)。

这种由兴波引起的压力分布改变所产生的阻力称为兴波阻力,一般用R w表示。

从能量观点看,船体兴起的波浪具有一定的能量,这些能量必然由船体供给。

这种由于船体运动不断兴波而耗散能量所产生的阻力称为兴波阻力。

2)边界层 当船体运动时,由于水的粘性,在船体周围形成“边界层”,从而使船体运动过程中受到粘性切应力作用,亦即船体表面产生了摩擦力,它在运动方向的合力便是船体摩擦阻力,用R f 表示。

从能量观点看,船体携带边界层水流一起前进,边界层水流质点不断消耗能量体现为摩擦阻力。

补充:牛顿内摩擦定律dv dyτμ=。

μ:流体的动力粘性系数,2/N s m ⋅;/νμρ=:流体的运动粘性系数,2/m s 。

ν和ρ均为水温的函数。

3)边界层分离在船体曲度骤变处,特别是较丰满船的尾部由于水具有粘性常会产生旋涡,旋涡处的水压力下降,从而改变了沿船体表面的压力分布情况,使首压力大于尾压力。

船舶阻力与船舶推进1知识讲解

船舶阻力与船舶推进1知识讲解

船舶阻力与船舶推进1一、船舶阻力总论第一部分:主要知识点一、船舶快速性的含义1、概念:船舶尽可能消耗较小的主机功率以维持一定航行速度的能力。

或者说,船舶快速性是在给定主机功率时,表征船舶航行速度高低的一种性能。

对一定的船舶在给定主机功率时,能达到的航速较高者,谓之快速性好,反之为差;或者,对一定的船舶要求达到一定航速时,所需主机功率小者,谓之快速性好,反之则否。

2、船舶能达到航速的高低取决于:它所受阻力的大小、主机功率大小和推进效率高低这三个因素。

3、主要内容:船舶阻力和船舶推进两个方面。

4、推进器是指把发动机发出的功率转换为推船前进的动力的专门装置和机构。

二、船舶阻力的分类裸船体阻力静水阻力船舶阻力水阻力附体阻力船舶阻力汹涛阻力附加阻力空气阻力*汹涛阻力:波浪中的水阻力增加值。

三、船体阻力的成因和分类1、成因船体在静水中运动时所受到的阻力与船体周围的流动现象密切有关。

1)兴波一般首柱后缘为波峰,尾柱前缘为波谷,改变了船体周围的水压力分布,船首的波峰使首部压力增加,而船尾的波谷使尾部压力降低,于是产生首尾流体动压力差(与船航行方向相反)。

这种由兴波引起的压力分布改变所产生的阻力称为兴波阻力,一般用R w 表示。

从能量观点看,船体兴起的波浪具有一定的能量,这些能量必然由船体供2)边界层当船体运动时,由于水的粘性,在船体周围形成“边界层”,从而使船体运动过程中受到粘性切应力作用,亦即船体表面产生了摩擦力,它在运动方向的合力便是船体摩擦阻力,用R f 表示。

从能量观点看,船体携带边界层水流一起前进,边界层水流质点不断消耗能量体现为摩擦阻力。

补充:牛顿内摩擦定律dv dy τμ=。

μ:流体的动力粘性系数,2/N s m ⋅;/νμρ=:流体的运动粘性系数,2/m s 。

ν和ρ均为水温的函数。

3)边界层分离在船体曲度骤变处,特别是较丰满船的尾部由于水具有粘性常会产生旋涡,旋涡处的水压力下降,从而改变了沿船体表面的压力分布情况,使首压力首部水压力尾部水压力大于尾压力。

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船舶阻力:第一章1.船舶快速性:在给定主机功率时,表征航速高低的一种性能。

2.船舶阻力研究方法:研究船舶在等速直线航行过程中,船体受到的各种阻力问题3.推进部分:研究克服阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船机桨的配合问题。

4.研究船舶快速性的方法:理论研究方法,实验方法,数值模拟。

5.船舶阻力:水阻力、空气阻力。

水阻力:静水阻力、汹涛阻力。

静水阻力:裸船体阻力、附体阻力。

附加阻力:附体阻力、汹涛阻力、空气阻力。

船舶阻力:裸船体阻力、附加阻力。

6.船舶总阻力R t:摩擦阻力R f,压阻力R p。

压阻力R p:粘压阻力R pv,兴波阻力R w。

粘性阻力R v:摩擦阻力R f,粘压阻力R pv。

船体总阻力R t:粘性阻力R v,兴波阻力R w。

7.R t=R w+R f+R pv8.对于R pv的处理:(1)R pv +R w=R r剩余阻力(2)R pv +R f=R v(粘性阻力),则有R t=(1+k)R f+ R w9.阻力相似定律:(1)粘性阻力相似定律----雷诺定律-------C r=f(Re)对于一定形状的物体,粘性阻力系数仅与雷诺数有关,当Re相同时,两形似物体的粘性系数必相等。

10.兴波阻力相似定律----傅汝德定律-----C w=f(Fr)对于给定船型的兴波阻力系数仅是Fr的函数,当两形似船的Fr相等时,兴波阻力系数必相等,称为傅汝德定律。

形似船:仅大小不同,形状完全相似(即几何相似)的船舶之间的统称。

傅汝德比较定律:形似船在相应速度时(或相同Fr数),单位排水量兴波阻力必相等。

11.船体总阻力相似定律----全相似定律------C t=f(Re,Fr)---可得,水面船舶的总阻力系数是雷诺数和傅汝德数的函数。

第二章粘性阻力1. 相当平板假定:实船和船模的摩擦阻力分别等于与其同速度,同长度,同湿表面积的光滑平板的摩擦阻力。

3. 一般船舶的雷诺数在,其对应的流动状态是湍流边界层。

4. 光滑平板层流摩擦阻力系数公式(速度为对数分布的计算方法)(1)桑海公式:时,-------美国(2)柏兰特-许立汀公式:---------欧洲(3)ITTC:--------我国5.船体表面弯曲度+表面粗糙度对R f的影响6. 船体表面粗糙度:(1)普遍粗糙度(又称漆面粗糙度),主要是油漆面的粗糙度,壳板表面凹凸不平等。

(2)局部粗糙度(又称结构粗糙度),主要是焊缝,铆钉,开口以及突出物等粗糙度。

7. (1)铆接船的局部粗糙度对阻力的影响远较焊接船大。

(2)对焊接船来说,横向焊缝是造成局部粗糙度对阻力影响的主要因素。

8. 普遍粗糙度和局部粗糙度所增加的摩擦力系数与雷诺数无关。

9. 由粗糙度所增加的摩擦阻力最大可达70%左右。

10. (), 其中是粗糙度补贴系数,在我国取针对船长在100m左右符合。

11.污底:(1)含义:船舶在营运过程中,船体水下部分因长期浸泡在水中,除钢板被腐蚀,海水中的生物,如:贝类,海草等将附在船体上生长,使船体表面凹凸不平,大大增加了船体表面的粗糙度,阻力增加很大,这种现象称为污底。

(4)防治污底的措施:a.先在船体表面敷涂两遍防锈漆,然后再涂一两遍防污漆。

B.污底的海船在淡水港内停泊数日再行出港。

C.对于污底严重的船必须定期进坞清污,重新油漆。

12. 减小摩擦阻力的方法:(1)减小湿表面积(2)边界层控制(3)改变船体周围的流动介质(4)仿生学研究(5)表面波纹和槽沟13. 船体摩擦阻力的计算步骤:(1)计算船的使表面积(2)计算雷诺数,其中V为航速(m/s)L wl是水线长(m)---水的运动粘性系数,如无特殊说明,对于实船取标准水温的值。

(3)根据光滑平板摩擦阻力计算公式所处或由相应的表中查出摩擦阻力系数。

(4)决定粗糙度补贴系数的数值,目前我国一般取(5)据算出摩擦阻力。

14. 粘压阻力(形状~/旋涡~)(1)成因:由粘性小号水质点的功能形成首尾压力而产生的阻力。

(2)粘压阻力明显增大时,通常有严重的界层分离和旋涡出现。

15.粘压阻力特性;(1)后体形状影响最大,应满足以下两点:a.船体后体长度L r,又称为去流段长度,应满足。

b.船后体收缩缓和。

(2)前体的影响:a.若船的前体过于肥短,粘压阻力将增大。

b.船首舭涡是整个船体粘压阻力的一部分,舭涡的产生使船首底部形成低压区,不但使粘压阻力增大,而且造成了船体航行过程中的埋首现象,又会增加阻力。

c.采用球鼻型首的船模的埋首和平行下沉较普通船首的船模有明显减小。

16. 降低粘压阻力的船型要求(1)应注意船的后体形状:去流段长度满足;对于低速肥大型可满足,同时,后体收缩要缓和。

(2)应避免船体曲率变化过大。

(3)前体线型应适当注意。

17. 确定粘性阻力的尾流测量法(粘性阻力或粘性阻力+破波阻力)(注:兴波阻力用波型分析法)第三章1.船舶兴起的破浪分为两类;(1)在船舶驶过之后,留在船体后方并不断向外传播的波浪称为船行波。

(2)被船体兴起后很快就破碎的波浪,称为破波,并不以波浪的形式留在船后,它主要发生在肥大型船舶。

2. 船行波的主要特征:(1)整个船行波可分为首尾两大波系,个由横波和散波组成。

相应称为船首横波,船首散波,船尾横波,船尾散波。

(2)整个船波系基本上集中在开尔文角所限定的扇形面范围内。

(3)船首横波通常在船首柱略后处的波峰,而船尾横波则在尾柱略前处波谷开始(4)整个波系的各散波之间及散波与横波之间互不干扰。

(5)船首尾横波在船尾部分互相混合,组成合成横波,因此通常在船尾及其后方所观察到的e是两横波干扰后的合成波。

(6)肩波:若船体型线的曲线在某处有突变,例如丰满船的前肩或后肩处,则该处的压力也会随之突变,以致产生一个明显的波系,称为肩波。

注:肩波系的存在不但使兴波阻力增加,而且有可能产生不利兴波干扰。

3.兴波干扰:由于实际船体兴波存在船首波系和船尾波系,且两种波系中的横波在船尾相遇而叠加,这种现象称为兴波干扰。

4.不利干扰:5. 兴波长度:船首横波第一个波峰和船尾横波第一个波谷之间的距离。

7. 减小兴波阻力的方法:(1)减小常规船兴波阻力的方法:a.选择合理的船型参数b.设计良好的首尾形状c.造成有利的波系干扰。

d.高速排水型艇安装消波水翼。

(2)应用不同设计概念减小兴波阻力:a.双体船和多体船设计概念,b.使船体抬出水面:滑行艇,水翼艇,气垫船等,c.船体下潜设计概念:半潜船+潜水船8. 破波阻力:在肥大船型船首附近的波浪破碎,使阻力有所增加,这部分增加的阻力称为破波阻力(本质上是一种兴波阻力,但不能由波形测量得到,可从尾流测量中获得)9. 船体粘性阻力R v:由粘性引起的耗散在主尾流区的能量而产生的阻力。

破波阻力R wb:由波浪破碎耗散在次尾流区的能量而产生的阻力。

第四章附加阻力1.附加阻力包括:附体阻力+空气阻力+汹涛阻力附体阻力的主要成分:摩擦阻力+粘压阻力确定附体阻力的方法:(1)应用已知资料或经验公式确定附体阻力(2)应用模型试验确定附体阻力,空气阻力可通过试验方法来确定:(1)在风洞中做船舶水上部分的模型试验(2)将带有上层建筑的船模倒置在水中进行拖拽试验。

第五章船模阻力试验1.船模试验法(1)主要任务:进行船体模型的拖拽,螺旋桨性能,自航及耐波性等试验(2)使用淡水(3)尺度主要由船模的大小和速度而定(4)由于试验是在保持Fr数相同的条件下进行的,所以船模的试验速度和缩尺比的平方成反比。

(5)拖曳船模方式:拖平式,重力式。

(6)拖平用途:a.拖曳船模保持一定方向和一定速度运动。

b.安装各种测量和记录仪器,如:测量船模拖曳阻力的阻力仪,记录船模升沉和纵倾的仪器以及记录船模速度的光电测速仪等。

2. 实现全相似的条件(公式推导)(1)Fr数相等,(2)Re数相等,(3)若Fr,Re同时相等,则假定,则有L m/L s=1,V s=V m,这就意味着实船即船模,不现实。

因此,船模阻力试验是在保持Fr数不变的条件下进行的注:虽未能使Re数保持相等,但有要求:,必须在以上,并且在首部5%L m处安装激流装置。

才能满足船模便捷层中的水处于紊流状态。

船模阻力试验方法(待)船模和实船的阻力换算傅汝德换算法(二因次换算法)(1)傅汝德假定a.R t:R f=f1(Re),R r=f2(Fr), R t= f1(Re) +f2(Fr)。

b.假定船体的摩擦阻力等于等速度,同长度,同湿表面积的光滑平板摩擦力。

(2)傅汝德法换算关系(公式推导)R ts=R fs+R rs R rm=R tm-R fmR ts=R fs+(3)傅汝德法的不足之处:a.傅汝德把船体阻力分为互不相关的两个独立部分,一部分与重力或傅汝德数有关,另一部分仅与粘性或雷诺数有关,忽略了两者的相互影响,事实上,这种影响是存在的。

b.傅汝德将兴波阻力和粘压阻力这两种不同性质的阻力成分合并成剩余阻力,并认为符合傅汝德比较定律,在理论上是不恰当的。

C.船体形状是相当复杂的三因次物体,其周围流动情况与平板相比显然有一定差别。

推进部分第二章螺旋桨的几何特征1.等螺距螺旋面:母线运动形成的曲面名称2.螺距P:母线绕行一周在轴向前进的距离,用P表示。

3.螺距比:面螺距P与直径D之比,P/D称为螺距比。

4.叶切面或叶剖面:与螺旋桨共轴的圆柱面和桨叶相截所得的截面称为桨叶的切面,简称叶切面。

(形状:弓形,梭形,机翼形,月牙形)对于系列螺旋桨一般都是向后倾斜的,其目的在于增大桨叶与尾框架或船体间的间隙,以减小螺旋桨诱导的船体振动,但纵斜不宜过大(一般小于15度)否则螺旋桨在操作时因离心力而增大,叶根处的弯曲应力,对桨叶强度不利。

7.桨叶的侧斜方向一般与螺旋桨的转向相反,合理选择桨叶的侧斜可明显减缓螺旋桨诱导的船体振动。

8.桨毂直径(简称毂径):指辐射参考线与桨毂表面相交处(略去叶根处的填角料)至轴线的距离的两倍,以d表示。

9.毂径比:毂径的d与螺旋桨直径D的比值d/D10.螺旋桨桨叶的展开面积和伸张面积极为接近,故均可称为叶面积。

而伸张面积和展开面积比均可称为盘面比或叶面比。

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