船舶阻力-第4章附加阻力-附体阻力,空气阻力,汹涛阻力

Caps Capm 0.5 ~ 0.6
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② 另一种方法
认为 kaps kapm
Rs
kapm
Rs
Rm
Rs Rm
该方法尺度效应较小，常用于实船的附体 阻力确定。
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附体设计应注意的事项
1. 附体应沿船体流线方向设置 2. 尽可能采用湿面积较小的附体 3. 附体沿水流方向应采用流线型剖面
b) 轴支架、轴，以粘压阻力为主，也因尽量采用流线型。
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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
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2. 应用模型实验确定附体阻力
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
外再增加一部分功率 ps （储备功率）
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服务速度小于试航速度。
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第四章 附加阻力
内容：附体阻力，空气阻力，汹涛阻力 （波浪中的阻力增值）
4-1 附体阻力
• 附体：舭龙骨，舵，轴包架，轴支架等 • 摩擦阻力、粘压阻力，略去兴波阻力
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阻力成分 a) 舭龙骨、舵、轴包架，以摩擦阻力为主，特点是长度
面积大，顺流线布置，呈流线型；若不顺流线，粘压 阻力急剧增加。
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4-2 空气阻力
➢ 水线上的光船体+上层建筑（桅杆、起货 机、烟囱）
➢ 主要是摩擦阻力和粘压阻力，由于空气粘 性很小，摩擦阻力较小，粘压阻力比重较 大，但由于风向变化，极难处理。
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一.空气阻力的估算方法
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）
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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。
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
Leabharlann Baidukapm
Rm Rm
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① 认为 Caps Capm
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。
储备功率的决定方法 在考虑附体阻力、空气阻力的基础上，考虑常遇风浪
情况（与海区、航浅等有关），再加上一个储备功率的百 分数。
Pew Peb 1 kap kaa 1 kaw
kaw :15% ~ 30%
➢ 试航速度：在额定功率下在静水中所达到的航速。 ➢ 服务速度：在持久功率（服务功率——额定功率的 85%-90%）下在平均海况下所达到的航速。
一般船舶在风速不大于2级时，空气阻力占裸体总
阻力的2-4%。 附体阻力
空气阻力百分数
Pet Peb 1 kap kaa
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二.实验方法
a) 水中倒拖 速度不能过高，避免兴波影响。
b) 风洞实验
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① λ/L≒1（迎浪）处波浪增值最大（见下图）
② 船型影响
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a. 静水性能好，一般波浪增阻也小
b. . Cb Raw
c. V型较U型船首好（因为V型船首船体运 动小）
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Raa
Ca
1 2
a Ata2
a ：空气密度（ =1.226 kg / m3
)
At ：船体水线以上部分在横剖面上的投影面积
a ：空气对船的相对速度（m/s）
a s uw cosa
这里是 uw 风速， a 为风速与前进方向的
夹角(见下页图)
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Ca ：空气阻力系数（与船体形状和上层建筑有关）