船舶阻力()船型对阻力的影响
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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 Δ Δ Δ Δ S 3 0.01L （2）对 Rr 影响
Δ Rf
1 Δ Rf
低速船： △/(0.01L)3对 Rr /Δ的影响不大 高速船：
0.01L
3
明显，
18
▽/(0.1L)
3
2 9
6.2 船体主尺度影响
4 6 8 1
2
▽/(0.1L) 3 4
3
5
C p = 0.86
0.75
300
C p = 0.80
0.75
7 0.70
Rr/Δ (N/t)
250
Rr/Δ (N/t)
0.65 5 0.60
0.55 0.70
C p = 0.55
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 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
Δ 因此增大船长(或减小 0.01L 3 )将使摩擦阻力增加，即
L 或者 Δ
S L
0.01L
3
S R f
12
6.2 船体主尺度影响
1、由L变化，讨论
Δ 0.01L 3
的影响
（2）对Rr的影响
L 或者 Δ
0.01L
Δ
3
Rr
3
？
L R pv , RW B
总阻力： Ct f L3、 B T、 C p、Cm、船体形状、Fr 6
6.1 船型对阻力影响的基本概念
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。 船型变换： 仿射变化 改变线型特征
14
6.2 船体主尺度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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， Δ 即 减小，总阻力的变化情况与低速船有所不 3 0.01L 同，存在最佳船长Lopt
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6.2 船体主尺度影响
16
6.2 船体主尺度影响
（5）利用经验公式估算船长 2 巴士久宁公式 Ldisp 0.305C Vs Vs 2 其中速度单位为kn, 排水体积单位为m3
一定，L 或者
0.01L
B, T
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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
Δ
0.01L
3
S
船型肥短，对阻力-舱容-造价均 有利
19
6.2 船体主尺度影响
（3）对总阻力的影响 低速船 高速船
Δ
0.01L
Δ
3
Rt Rt
Δ
0.01L
Δ
3
可取大些 可取小些
0.01L 0.01L 3、不同船舶的 △/(0.01L)3选取
3
3
（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
1
3
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
Lbp 3.344 10.225Fr 3
1
其中排水量单位为吨 适用于Lbp = 120～140m的商船
C p Am L
Cb、C p、Cm、 L3
C p Cm BT L 2 B B T
C p Cm 3 3 2 L L L 6个参数—4个独立参数
5
3、船体形状 （1）横剖面面积曲线形状： xc 、Lp、首尾端形状
（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
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） 1
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
2、船舶分类及其主要阻力成分（水面排水型船）
7
6.1 船型对阻力影响的基本概念
三、船型对阻力影响问题的研究方法
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6.1 船型对阻力影响的基本概念
三、船型对阻力影响问题的研究方法
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6.1 船型对阻力影响的基本概念
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。
2
6.1 船型对阻力影响的基本概念
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 高速船波浪长度大—首波在船尾难以实现有 利干扰
3
4
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： C p Cb / Cm
3
200
0.60
Cp = 0.65
150 B/d = 2.25 Fr = 0.208 B/d = 2.25 Fr = 0.298 100 50 100 150
Δ/(0.01L) 3
1
200
250
50
100
Δ/(0.01L) 3
150
图6-4 排水量长度系数对Rr /Δ影响 (a)Fr＝0.208； (b)Fr＝0.298
船型变换： 仿射变化 改变线型特征
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6.1 船型对阻力影响的基本概念
泰勒标准船模系列实验
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6.2 船体主尺度影响
一、 排水量长度系数
1、由L变化，讨论 （1）对Rf的影响
Δ 0.01L 3 Δ 0.01L 3
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，
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 Δ Δ Δ Δ S 3 0.01L （2）对 Rr 影响
Δ Rf
1 Δ Rf
低速船： △/(0.01L)3对 Rr /Δ的影响不大 高速船：
0.01L
3
明显，
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▽/(0.1L)
3
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6.2 船体主尺度影响
4 6 8 1
2
▽/(0.1L) 3 4
3
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C p = 0.86
0.75
300
C p = 0.80
0.75
7 0.70
Rr/Δ (N/t)
250
Rr/Δ (N/t)
0.65 5 0.60
0.55 0.70
C p = 0.55
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 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
Δ 因此增大船长(或减小 0.01L 3 )将使摩擦阻力增加，即
L 或者 Δ
S L
0.01L
3
S R f
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6.2 船体主尺度影响
1、由L变化，讨论
Δ 0.01L 3
的影响
（2）对Rr的影响
L 或者 Δ
0.01L
Δ
3
Rr
3
？
L R pv , RW B
总阻力： Ct f L3、 B T、 C p、Cm、船体形状、Fr 6
6.1 船型对阻力影响的基本概念
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。 船型变换： 仿射变化 改变线型特征
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6.2 船体主尺度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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， Δ 即 减小，总阻力的变化情况与低速船有所不 3 0.01L 同，存在最佳船长Lopt
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6.2 船体主尺度影响
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6.2 船体主尺度影响
（5）利用经验公式估算船长 2 巴士久宁公式 Ldisp 0.305C Vs Vs 2 其中速度单位为kn, 排水体积单位为m3
一定，L 或者
0.01L
B, T
13
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
Δ
0.01L
3
S
船型肥短，对阻力-舱容-造价均 有利
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6.2 船体主尺度影响
（3）对总阻力的影响 低速船 高速船
Δ
0.01L
Δ
3
Rt Rt
Δ
0.01L
Δ
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可取大些 可取小些
0.01L 0.01L 3、不同船舶的 △/(0.01L)3选取
3
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（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
1
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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
Lbp 3.344 10.225Fr 3
1
其中排水量单位为吨 适用于Lbp = 120～140m的商船
C p Am L
Cb、C p、Cm、 L3
C p Cm BT L 2 B B T
C p Cm 3 3 2 L L L 6个参数—4个独立参数
5
3、船体形状 （1）横剖面面积曲线形状： xc 、Lp、首尾端形状
（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
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） 1
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
2、船舶分类及其主要阻力成分（水面排水型船）
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6.1 船型对阻力影响的基本概念
三、船型对阻力影响问题的研究方法
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6.1 船型对阻力影响的基本概念
三、船型对阻力影响问题的研究方法
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6.1 船型对阻力影响的基本概念
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。
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6.1 船型对阻力影响的基本概念
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 高速船波浪长度大—首波在船尾难以实现有 利干扰
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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： C p Cb / Cm
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200
0.60
Cp = 0.65
150 B/d = 2.25 Fr = 0.208 B/d = 2.25 Fr = 0.298 100 50 100 150
Δ/(0.01L) 3
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200
250
50
100
Δ/(0.01L) 3
150
图6-4 排水量长度系数对Rr /Δ影响 (a)Fr＝0.208； (b)Fr＝0.298
船型变换： 仿射变化 改变线型特征
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6.1 船型对阻力影响的基本概念
泰勒标准船模系列实验
11
6.2 船体主尺度影响
一、 排水量长度系数
1、由L变化，讨论 （1）对Rf的影响
Δ 0.01L 3 Δ 0.01L 3
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，