船舶阻力第4章 船模阻力试验

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一、验证傅汝德假定的正确性
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2、确定形状因子（1+ k ）
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3、比较不同算法的合理性
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பைடு நூலகம்
§4-4 船模阻力数据表达法
为了对所设计的船舶能更方便地进行船 体阻力换算以及不同船型之间比较阻力 性能的优劣，需要将船模试验所得的阻 力（或功率）与速度之间的关系，以一 定的参数、恰当的形式来表达，这称为 船模阻力系数表达法。
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§4-2 船模与实船的阻力换算
一、二因次换算法 1、假定
1）假定船体总阻力可以分为摩擦阻力和剩余阻 力两部分，且摩擦阻力和剩余阻力相互独立。
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2）相当平板假定：假定船体的摩擦阻力等于同 速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。
2、二因次换算关系
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3、二因次法的不足之处 1）忽略了摩擦阻力和剩余阻力之间的相互影 响，而事实上，两者互相之间由于影响。但 一般认为影响较小，且目前无可靠的计算方 法，所以在工程应用中忽略不计。 2）将摩擦阻力和粘压阻力这两种不同性质的 力合并为剩余阻力，且认为符合傅汝德比较 定律，在理论上是不恰当的。
2、三因次换算时，摩擦阻力有相当平板公式计 算，模型试验所要解决的是船模的兴波阻力和 形状因子（1+ k ）。此法更完善。
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§4-3 几何相似船模组试验
集合相似船模组试验是指几何相似而大小不 等的一系列船模的总称。作用有
1、验证傅汝德假定的正确性 2、确定形状因子 3、研究推进效率中各成分的尺度作用
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一、泰洛表达法及其换算关系
1、
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2、
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二、傅汝德圆圈系数法及其换算关系
1、速度表达系数
速度系数：
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2、阻力表达系数
3、船体几何尺度表达系数
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三、比较不同船型的阻力系数
只有对大小 相同的船舶 ，在相同 的条件下才 能准确地判 别船型的优 劣。
1、傅汝德表达法比较阻力性能
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若满足雷诺数相等，则有：
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若傅汝德数和雷诺数同时相等，则有：
假设，缩尺比为36，则有：
结论：满足全相似条件是不现实的。
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2、试验职能按部分相似的情况下进行 事实上不能若满足雷诺数相等，因为：
假设运动粘性系数相等，则有：
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实际上，船模阻力试验都是在满足重力相似条 件下，即满足傅汝德数相等的情况下进行。 在满足傅汝德数相等的基础上，尽可能的兼顾 满足粘性相似。船模试验的雷诺数必须在2*106 以上。 实际上，要在船首处安装激流装置，使船体边 界层中的水流处于紊流状态。
2）兴波阻力与傅汝德数有关。 3）根据船模试验结果，认为粘压阻力系数 与摩擦阻力系数之比是一常数k，则有：
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2、三因次换算法的阻力换算关系 15届IITTC推荐的（1+ k ）法计算式：
1）无舭龙骨时：
2）有舭龙骨时：
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三、两种方法的比较
1、二因次换算时，摩擦阻力有相当平板公式计 算，模型试验所要解决的是船模的剩余阻力。
2、泰洛表达法比较阻力性能
由于 表达法只要换算到相同 船长情况下的对应曲线，就可以比较不 同船型的阻力性能。这样在相同的傅汝 德数时的阻力性能的比较，实际上就是 在相同速度下对不同船型阻力性能的比 较。若在设计时船长和速度已知，则在 相应的傅汝德数处绘一垂线，即可得对 应的优良阻力性能船型。
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1、重力式船模试验池
重力式船模试验池是早期用于进行小船模阻力 试验的简陋设施。
重力式船模阻力试验是在给定阻力情况下，测 定相应的船模速度。这种水池仅能进行小船模 的阻力试验，无法满足现在对船舶性能研究的 需要，因此已基本淘汰。
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2、拖车式船模试验池
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三、船模阻力试验的依据
1、实现全相似的条件 若满足傅汝德数相等，则有：
船舶阻力第四章 船模阻力试验
船模试验是研究船舶阻力最普遍的方法。目前 船舶设计中应用的优良船型资料、估算公式和 图谱等绝大多数是由船模试验结果得到的。
近年来，虽然计算流体力学等发展迅速，但理 论计算结果和新船型的设计是否能取得预期的 效果都需要船模试验来验证。因此，船模试验 仍然是船舶性能研究中最普遍和最有效的方法
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§4-1 船模试验的目的和设备
一、试验目的 主要研究船模在水中等速直线运动时所受到的 作用力及其航行状态。 1、船型研究； 2、确定设计船舶的阻力性能； 3、预报实船性能；4、系列船模阻力试验； 5、研究各种阻力成分试验； 6、附体阻力试验；7、流线试验； 8、航行状态的研究。
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二、船模试验池
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3）用相当平板的摩擦阻力来代替船体摩擦阻 力，误差是必然存在的。 注意：二因次法虽有不足之处，但由于误差 较小，尚能比较准确的满足工程实际需要， 故此方法具有工程应用价值，曾被广泛采用 ，现在仍被一些试验池继续采用。
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二、三因次换算法 1、基本思想 1）粘压阻力和摩擦阻力合并为粘性阻力并 与雷诺数有关。