2020年大工17春船模性能实验实验报告

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实验1:船模阻力实验

一、实验知识考察

1、简述水面船舶模型阻力实验相似准则。

答由阻力相似定律可知如果船模和实船能实现全相似，即船模和实船同时滿足Re和Fr 数相等，则可由船模试验结果直接获得实船的总阻力系数，实船的总阻力也可精确确定。但是船模和实船同时滿足Re和Fr数相等的所谓全相似条件实际上是难以实现的。

船摸与实船保持几何相似；

船模试验的雷诺数Re达到临界雷诺数以上；

船摸与实船傅汝德数相等。

2、船模阻力实验结果换算方法有哪些？

答常用的船模阻力试验结果换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法二因

次方法亦称傅汝德方法；三因次方法（也称1+K法）为1978年ITTC性能委员会推荐的换算方法这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。

二、实验后思考题

1、船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么？

答常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。

2、实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？

答:实船船体表面比较粗糙，故实船摩擦阻力为其中为粗糙度补贴系数，按不同船长选取。

实验2:螺旋桨敞水实验

、实验知识考察

1、简述螺旋桨模型敞水实验必须满足的条件。

答根据敞水试验相似定理的讨论，螺旋桨模型敞水试验必须满足以下条件

几何相似；

螺旋桨模型有足够的浸深(傅汝德数可不考虑);

为了消除自由表面对螺旋桨水动力性影响，桨模的浸深一般应满足

hs>=(.625-)Dm

hs为桨轴中心线距水表面的距离(m), Dm为桨模直径。

试验时雷诺数应大于临界雷诺数；

5

Re=*1 ( 一)

进速系数相等。

2、简述螺旋桨敞水实验的实验步骤。

答(一)敞水实验准备

桨模制作敞水桨模直径为.2-.3m,通常用巴氏合金、铜合金、不锈钢或铝等合金。桨模精度在.5mm；

将敞水动力仪固定在水池拖车上，预先应进行校验和标定；

将桨模安装在敞水动力仪上，叶背向前，浸没深度大于桨径。

(二)敞水实验程序

零航速敞水实验，按预定转速开动敞水动力仪，测Tt，Qt。

按预定转速开动敞水动力仪，同时开动拖车，使螺旋桨进速系数达到预定值。

当拖车速度稳定时，记录拖车速度 Va，浆转速n，推力Tt，扭矩Qt,完成一进速的实验。

系列变化拖车速度，完成全部实验内容，注意各次之间应有足够的等水时间。

用尺寸、重量相近的假毂代替桨模，重复上述实验，测得敞水动力仪自身的推力Ts，扭矩Qs，用以进行修正。

扭矩修正值，测的 Qs是尾轴摩擦损失，与转速有关。螺旋桨吸收的净扭矩。

Q=Qt-Qs

推力修正值。桨轴和桨毂横剖面上受到水的阻力，抵消了一部分桨叶发出

的推力，其大小与桨前进速度有关。

T=Tt+Ts

二、实验后思考题和计算题

1、螺旋桨敞水性征曲线的意义是什么？

答推力系数Kt,转矩系数Kq及敞水系数n 对进速系数J的曲线称为螺旋桨的性征曲线。

我们讨论的是孤立螺旋桨的性能，所以称为螺旋桨敞水性征曲线。它表示了螺旋桨在任意工作情况下的全面性能。

2、螺旋桨敞水试验中，测得推力T=62N,扭矩Q=24Nm水的密度= 13

kg/ m3，螺旋桨的转速n=14r/s,螺旋桨直径D=.22m拖车速度Va=8m/s。

计算推力系数、扭矩系数、敞水效率、进速系数。

答推力系数 62/(X 13X 142X .224)=.191

KT=T/ X n2D4=62/ 13 X 142X .224=.191

扭矩系数 24/(X 13X 142X .225)=.37

敞水效率n —— .38

进速系数——8/(14 X .22)=.736

实验3:船模摇荡实验

一、实验知识考察

1、简述耐波性主要研究的内容。

答船舶摇荡是耐波性的主要内容，耐波性能所涉及的其它内容主要是由船舶摇荡引起的。估计船舶摇荡是评定耐波性最基本的条件。

根据船舶摇荡实验可以定量地计算出像砰击、上浪、飞车等性能。一般来说，船舶摇荡较缓和，则耐波性也好。

2、简述船模摇荡实验的主要设备。

答船模摇荡实验的主要设备有实验水池、造波机、造风机、消波器、适航仪、陀螺仪、浪高仪、惯性矩校验台。

二、实验后思考题

1、船模惯性矩计算中，纵向惯性半径和横向惯性半径怎么选取？

答.25Lpp作为船舶的纵向惯性半径，.35BS作为船舶的横向惯性半径。

2、为什么要进行船模惯性调整？

答模型惯性调整是耐波性实验的重要环节。即按照模型实验相似性原则，将模

型的重心位置、纵横向惯性矩调整到设计要求。

实验4:船模自航实验

一、实验知识考察

1、船模自航方法都有哪些？简述其中一种方法。

答船模自航方法都强迫自航法和纯粹自航法。

强迫自航法简述是在某一船模速度Vm下，在船模运动方向上施加一系列的强制力乙其中应包括Fd在内，船模在强制力和推力的共同作用下达到力的平衡，即在航速为Vm的情况下，螺旋桨发出的推力应满足下列条件T（ 1-tm） +Z=Rtm

2、简述推进效率的各种成分。

答船模推进效率