船舶阻力复习总结

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。

2.什么叫力学相似？

3.付汝德相似的条件是什么？

Fr =gL Cw =R w 12s ,V m 2=s ∝.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？ 因为R ws 1

2ρv s 2s s =R wm

12ρm v m 2s m ,s s s m =ð2,v s 2v m 2=ð,∴R ws ∆s =R wm ∆m 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？

Re =Lv

r ,粘性阻力系数C v =R f 12ρv 2s ,当雷诺数相同时，两形似物体粘性阻力系数C f =R f 1

2ρsv 2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v m =v s L m L s 32 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v m =v s ，则要满足全相似条件，除非∂=1即L m =L s 而且v s =v s ，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。

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。τ=μðv

ðy |y =0,R f = ds s

8.减小摩擦阻力的措施。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∇L 3 (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；由于船体表面的粗糙度对摩擦阻力的影响很大，因而在可能范围内使船体表面尽可能光滑，以期减小由表面粗糙度所增加的阻力；边界层控制办法；采用聚合物溶液降阻剂，就是在物体表面不断喷注稀释的聚合物溶液；船底充气减阻；仿生学，在细长体表面敷贴橡皮等弹性覆盖层以降低摩擦阻力；美国NASA 研究人员，顺来流方向的微小沟槽表面能有效地降低避免的摩擦阻力；Rf 不但与湿面积有关，而且还与流体密度成正比关系，因此某些特种船舶在航行中将船体抬出水面，使船体表面与水接触改为与空气接触，减少Rf 。

9.何谓“相当平板”、“相当速度”？

“相当平板”假定认为：实船或船模的摩擦阻力分别等于与其同速度，同长度同湿面积的光滑平板摩擦阻力。相应速度”是指形似船之间，为了保持付汝德数Fr 相等，则它们的速度必须满足一定的对应关系

10.曲度对阻力的影响？

船体表面弯曲度对摩擦阻力的影响：1、导致速度梯度和摩擦阻力增大2、由于弯曲表面易发生边界层分离以致产生漩涡。

11.什么是尺度效应？

答：尺度效应在应用试验方法研究船的快速性问题时，由于船模与实船之间的绝对尺度不同，且不能同时满足全相似，因而引起某些力、力矩或压力系数甚至流态等性能方面的差别，这种差别叫做尺度效应。

12.为什么说想通过改变船型来减小摩擦阻力效果不佳？

答：

13.粗糙度分类？

答：分两类 普遍粗糙度、局部粗糙度

14.粗度补贴△Cf 的意义是什么？依据什么确定其大小？

答：△Cf=Cfr-Cf ，Cfr 漆面平板摩擦阻力系数，Cf 光滑平板摩擦阻力系数，当Re 进入完全粗糙阶段，△Cf 为一常数

15.粘压阻力产生的原因？

答：由于粘性形成边界层，产生边界层分离，在船后部形成不稳定的涡流，与水流一起被冲到后方，漩涡的产生是船

尾部压力下降，形成首尾压力差产生的阻力。由于粘性消耗水质点的动能形成首尾压力差二产生的阻力叫粘压阻力。

16.如何考虑减小形状阻力？

答：1、注意船的后体形态，去流段长度满足Lr≥4.08m。对于低速肥大型可满足Lr≥2.5m

缓和。 2、应避免船体曲率变化过大。在横剖面面积曲线上，前肩切勿过于隆起，后肩切勿过于内凹，否则两肩部容易产生漩涡，增加粘性阻力。3、前体线形应予以适当注意，特别是低速肥大型船，其舭涡阻力是粘性阻力的重要组成部分，采用球鼻型船首有可能减少这部分阻力。

17.兴波及兴波阻力产生的条件是什么？

答：船舶在水面航行时，都会产生波浪即船舶兴波。船体兴起的波浪分成两类，一类是在船舶驶过之后，留在船体后方并不断向外传播的波浪称为船行波；另一类是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，主要发生在肥大型船舶。

18.船行波的特征是什么？

答：1、整个船行波分为首尾两大波系，各有散播和横波组成。 2、整个船波系集中在凯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为波峰，而船尾横波在尾柱略前处由波谷开始。4、整个波系的各散波之间及散播与横波之间不发生干扰。5、船首尾两横波在船尾部分互相混合，组成合成横波，船行波随船一起前进，船行波的传播速度等于船速。

19.什么是“有利干扰”“不利干扰”？

答：1、若首尾横波波峰相叠或波谷相叠，则合成波的波幅增大，波能增大，兴波阻力增大，这叫不利干扰 2、若首波波峰与尾波波谷叠加，则合成波波幅减小，波能减小，兴波阻力减小，这叫有利干扰。

20、减小兴波阻力的方法有哪些？（特种船及消波措施）

答：一、减小常规兴波阻力的方法：1、选择合理的船型参数，合理选取船长和棱形系数可以避免处于波阻峰值，同时选取适当的进流段长度以不至于发生肩波不利干扰。 2、设计良好的首尾形状。 3、造成有利的波系干扰，最常见的是采用球鼻首尾。 4、高速排水艇安装消波水翼，此外还有压浪条、压浪板。二、应用不同设计概念减小兴波阻力：1、双体船和多体船设计概念 2、将船体抬出水面 3、船体下潜4、复合设计

21.破波阻力的概念：

对于航速较低的肥大型船，在船模试验，特别是实船航行中在船首附近很容易观察到波浪现象，使阻力有所增加，这部分增加的阻力，称为破波阻力。破波阻力本质上是一种兴波阻力，但不能由波形测量得到，却可以从尾流测量中得到。

22.附体阻力主要是什么阻力？附体阻力的主要成分是摩擦阻力和粘压阻力。

23.船舶在风浪中航行时的阻力将较在静水时为大，所增加的阻力称为波浪中的阻力增值或汹涛阻力。与风浪大小，方向及船型，航速等因素有关。

24.什么是船舶的失速及功率储备？

失速：由于波浪增值的存在，如保持静水中的相同功率时，航速必然有所下降，这种航速的减少称为速度损失或失速。储备功率考虑到波浪中的阻力增值，如要维持静水中相同的航速，则必须较静水功率有所增加，所增加的功率称为储备功率。

25.熟悉傅汝德的换算方法：

傅汝德假定：假定船体总阻力可以分独立的两部分。一为摩擦阻力Rf，只与雷诺数有关。另一部分尾粘压阻力与兴波阻力合并后的剩余阻力，只与傅汝德数有关，且适合比较率。

假定船体的摩擦阻力等于同速度通长度同湿面积的平板摩擦阻力，因此可以用平板摩擦阻力公式计算船体的摩擦阻力。不足：重力引起的兴波阻力和粘性引起的阻力之间有干扰；粘压阻力并入兴波阻力不合理；船体形状复杂，起周围流动和平板相比显然有一定差别，因而用平板的摩擦阻力代替船体的摩擦阻力必然有误差。三因次：粘压阻力和摩擦阻力合并为粘性阻力并与雷诺数有关；兴波阻力和傅汝德数有关；粘压阻力系数与摩擦阻力系数之比是一常数。K为形状系数，1+k为形状因子

26什么是三因次换算方法？

k=C pv

C f,C tm=1+k C fm+C wm

29穿行变化的方法有哪两种？

一仿射变化，将船体表面上各对应坐标分别按一定比例放大或缩小，从而得到不同系列的船模。另一种是改变线型特征的方式。

30什么是仿射变化？有哪些特点？参看29