船舶阻力教案.docx

船舶阻力：第一章 船舶快速性：在给定主机功率时，表征航速高低的一种性能。 船舶阻力研究方法：研究船舶在等速直线航行过程中，船体受到的各种阻力问题 推进部分：研究克服阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船机桨的配合问题。 研究船舶快速性的方法：理论研究方法，实验方法，数值模拟。 船舶阻力：水阻力、空气阻力。水阻力：静水阻力、汹涛阻力。静水阻力：裸船体阻力、附体阻力。附加阻力：附体阻力、汹涛阻力、空气阻力。船舶阻力：裸船体阻力、附加阻力。 船舶总阻力Rt：摩擦阻力Rf，压阻力Rp。压阻力Rp：粘压阻力Rpv，兴波阻力Rw。粘性阻力Rv：摩擦阻力Rf，粘压阻力Rpv。船体总阻力Rt：粘性阻力Rv，兴波阻力Rw。 Rt=Rw+Rf+Rpv 对于Rpv的处理：（1）Rpv +Rw=Rr 剩余阻力（2）Rpv +Rf=Rv（粘性阻力），则有Rt=（1+k）Rf+ Rw 阻力相似定律：（1）粘性阻力相似定律----雷诺定律-------Cr=f（Re） 对于一定形状的物体，粘性阻力系数仅与雷诺数有关，当Re相同时，两形似物体的粘性系数必相等。 兴波阻力相似定律----傅汝德定律-----Cw=f（Fr） 对于给定船型的兴波阻力系数仅是Fr的函数，当两形似船的Fr相等时，兴波阻力系数必相等，称为傅汝德定律。 形似船：仅大小不同，形状完全相似（即几何相似）的船舶之间的统称。 傅汝德比较定律：Rws?s=R 船体总阻力相似定律----全相似定律------Ct=f（Re，Fr）---可得，水面船舶的总阻力系数是雷诺数和傅汝德数的函数。 第二章 粘性阻力 1. 相当平板假定：实船和船模的摩擦阻力分别等于与其同速度，同长度，同湿表面积的光滑平板的摩擦阻力。 3. 一般船舶的雷诺数在4×10 4. 光滑平板层流摩擦阻力系数公式（速度为对数分布的计算方法） （1）桑海公式：Re∈106~10 （2）柏兰特-许立汀公式：Cf= （3）ITTC：Cf= 5． 船体表面弯曲度+表面粗糙度对Rf的影响 6. 船体表面粗糙度：（1）普遍粗糙度（又称漆面粗糙度），主要是油漆面的粗糙度，壳板表面凹凸不平等。（2）局部粗糙度（又称结构粗糙度），主要是焊缝，铆钉，开口以及突出物等粗糙度。 7. （1）铆接船的局部粗糙度对阻力的影响远较焊接船大。 （2）对焊接船来说，横向焊缝是造成局部粗糙度对阻力影响的主要因素。 8. 普遍粗糙度和局部粗糙度所增加的摩擦力系数与雷诺数无关。 9. 由粗糙度所增加的摩擦阻力最大可达70%左右。 10. Rf=（Cf+?Cf 11.污底：（1）含义：船舶在营运过程中，船体水下部分因长期浸泡在水中，除钢板被腐蚀，海水中的生物，如：贝类，海草等将附在船体上生长,使船体表面凹凸不平，大大增加了船体表面的粗糙度，阻力增加很大，这种现象称为污底。 （4）防治污底的措施：a.先在船体表面敷涂两遍防锈漆，然后再涂一两遍防污漆。B.污底的海船在淡水港内停泊数日再行出港。C.对于污底严重的船必须定期进坞清污，重新油漆。 12. 减小摩擦阻力的方法：（1）减小湿表面积（2）边界层控制（3）改变船体周围的流动介质（4）仿生学研究（5）表面波纹和槽沟 13. 船体摩擦阻力的计算步骤：（1）计算船的使表面积（2）计算雷诺数Re=vLwl?,其中V为航速（m/s）Lwl是水线长（m）?---水的运动粘性系数，如无特殊说明，对于实船取标准水温t=15℃的值。（3）根据光滑平板摩擦阻力计算公式所处或由相应的表中查出摩擦阻力系数Cf。(4)决定粗糙度补贴系数?Cf的数值，目前我国一般取 14. 粘压阻力（形状~/旋涡~）（1）成因：由粘性小号水质点的功能形成首尾压力而产生的阻力。（2）粘压阻力明显增大时，通常有严重的界层分离和旋涡出现。 15.粘压阻力特性; (1)后体形状影响最大，应满足以下两点：a.船体后体长度Lr，又称为去流段长度，应满足Lr≥4.08Am （2）前体的影响:a.若船的前体过于肥短，粘压阻力将增大。b.船首舭涡是整个船体粘压阻力的一部分，舭涡的产生使船首底部形成低压区，不但使粘压阻力增大，而且造成了船体航行过程中的埋首现象，又会增加阻力。c.采用球鼻型首的船模的埋首和平行下沉较普通船首的船模有明显减小。 16. 降低粘压阻力的船型要求 （1）应注意船的后体形状：去流段长度满足Lr≥4.08Am；对于低速肥大型可满足L （2）应避免船体曲率变化过大。 （3）前体线型应适当注意。 17. 确定粘性阻力的尾流测量法（粘性阻力 或 粘性阻力+破波阻力）（注：兴波阻力用波型分析法） 第三章 1.船舶兴起的破浪分为两类;(1)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。（2）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，