船舶阻力试题.pdf

目录目录 第一章 1 船舶阻力与快速性的关系 2 船舶阻力研究的内容和目的是什么 有哪些研究方法 3 船舶阻力分类方法 优缺点 4 船舶周围流场的主要物理现象是什么 对阻力有哪些影响 5 边界层的特点 定义 成因 状态 6 产生船舶阻力的主要原因 7 潜艇和水面船舶所受到的阻力有哪些区别 8 什么是 Re Fr 和相应速度 9 什么是 Frude 定理 有何作用 10 什么是全相似 11 Frude 假定的内容是什么 有什么优缺点 12 船舶表面弯曲对摩擦阻力产生形状效应 为何船的摩擦阻力仍可以用相当平板公式计算 13 Frude 的平板摩擦阻力公式 ATTCLine ITTC 57 公式是什么 根据什么得出 14 名词解释 层流边界层 理想流体 相应速度 相当平板 摩擦系数 阻力的种类和定义 第三章 1 波浪是如何产生的 其组成及特点 2 兴波阻力产生的原因是什么 3 兴波阻力与船航速的关系 行波阻力系数随速度的变化规律是什么 4 船波产生干扰的原因是什么 如何减少干扰 有利干扰和无利干扰 避免干扰措施 5 兴波阻力的确定方法有哪些 6 球鼻首降低兴波阻力的原因 7 减小兴波阻力的措施与原理 8 减小摩擦阻力的方法 第四章 1 附加阻力有哪几类 各有什么特性 第五章 1 阻力实验的目的 条件 为什么 2 船模实验数据如何换算至实船 3 船模阻力的表达式的作用 有哪几种 4 为何几何相似船与船模速度相应时 k 值相等 第七章 1 研究船型对阻力的影响为何要划分速度级 如何划分 2 船舶不同参数对船舶阻力的影响 3 熟悉 Toylor 系列船舶的组成和应用 4 排水量长度系数 正三角 L 100 3 对阻力的影响 设计时选取船长的原则是什么 5 B T 对阻力有何影响 6 平行中体对阻力有何影响 选取原则 7 球鼻首作用 机理 主要参数 8 肥瘦两船排水量一样 高速航行 低速航行哪个马力大 第一章第一章 1 船舶阻力与快速性的关系 船舶阻力与快速性的关系 船舶阻力是船舶在航行过程中收到流体 水或空气 阻止它前进的力 是与船体运动相反的作用力 船舶快速性是研究船舶尽可能消耗较小功率从而维持一定航速的能力 因此快速性的优劣与阻力性能 推进效率等有 关系 Pe RV 因此在主机功率一定的条件下 阻力越大航速越低 MPH Pm RV 75 Ns N0 RV 75N 2 船舶阻力研 船舶阻力研究的内容和目的是什么 有哪些研究方法 究的内容和目的是什么 有哪些研究方法 内容 1 船舶以一定速度在水中直线航行时所遭受的各种阻力的成因及其性质 2 阻力随航速 船型和外界条件的变化规律 3 研究减小阻力的方法 寻求设计低阻力的优良船型 4 如何较为准确地估算船舶阻力 为设计推进器 螺旋桨 和决定主机功率提供依据 目的 尽可能消耗较小的功率以维持一定的航速 准确估算阻力大小 为设计船选择合适的主机 为螺旋桨设计提供 依据 进而预报航速 并寻求最小阻力 R min 的船型 研究方法 1 理论研究方法 应用流体力学的理论 通过对问题的观察 调查 思索 分析 抓住问题的核心与关键 提出思路和措施 2 实验方法 包括船模实验和实船实验 船模实验是根据对问题本身的理性认识按照相似理论在试验池中 实验 以获问题的定性与定量的解决 实船实验是鉴定船舶快速性是否达到设计要求 并最后验证理论研究成果的准 确性 3 数值模拟 根据数学模型 采用数值方法预报船舶航行性能 优化船型和推进器的设计 3 船舶阻力分类方法 优缺点 船舶阻力分类方法 优缺点 按照产生阻力的物理现象分类 Rt Rw Rf Rpv 即兴波阻力 摩擦阻力 粘压阻力 按照作用方向分类 分为由兴波和漩涡引起的垂直于船体表面的压力和船体比安眠切向力作用的水质点的摩擦阻力 Rt Rf Rp 按照流体性质分类 兴波阻力 粘性阻力 分为粘压阻力和摩擦阻力 Rt Rw Rv 付汝德阻力分类 摩擦阻力 Rf 剩余阻力 Rr 剩余阻力是指船体总阻力中扣除相当平板摩擦阻力所剩余部分的阻力 实质是粘压阻力和兴波阻力合并在一起 Rt Rf rRr Rr Rw Rpv 4 船舶周围流场的主要物理现象是什么 对阻力有哪些影响 船舶周围流场的主要物理现象是什么 对阻力有哪些影响 现象 1 船体在运动过程中兴起波浪 改变了船体表面的压力分布情况 2 船体运动时 由于水的粘性 在船体周围产生 边界层 从而使船体运动过程收到粘性切应力作用 即表 面产生了摩擦力 3 船体去读骤变处 特别是较为丰满的尾部常会产生漩涡 产生漩涡的根本原因是水具有粘性 漩涡处的水压 力下降 从而改变了船体表面的压力分布状况 由于实际流体的粘性作用 即使不产生分离的情况下 因为边界层在尾部排挤厚度大 从而使船体前后部分存 在压力差 因此同样存在粘压阻力 5 边界层的特点 定义 成因 状态 边界层的特点 定义 成因 状态 当水流以速度 u 流经平板或船体时 由于水具有粘性 使船体表面处的水质点被黏附在船体表面 流速为 0 距物面 某一距离 6 处流速达到来流的速度值 称在粘性租用的这一薄层水流为边界层 6 称为边界层厚度 在平板前端部分 水质点表现有稳定的分层流动 边界层眼板长方向增长较慢 称为层流 平板后不 水质点相互碰撞 运动方向极不 规则 但其平均速度还是沿着平板防抢前进 界层厚度沿板长方向增长较快 称为紊流 层流和紊流之间的过渡状态 称为过渡流或变流 边界层内流动状态完全取决于平板的局部雷若数 Rex 层流 Rex3 10 6 过渡流居中 6 产生船舶阻力的主要原因 产生船舶阻力的主要原因 水 空气的粘性 船舶曲度的变化 水的惯性 船舶航行的环境和载体是有粘性 惯性 易流动的水 船在水中的位置移动必定导致水的位置的改变即流动 使水流动需要消耗能量 而消耗的能量以 阻力的形式表现 故产生阻力的根本原因是水的粘性 惯性和易流性 7 潜艇和水面船舶所受到的阻力有哪些区别 潜艇和水面船舶所受到的阻力有哪些区别 随着侵深增加 潜艇产生的兴波阻力减小 到一定深度 几乎无兴波阻力 因此潜艇几乎不受到兴波阻力 8 什么是 什么是 Re Fr 和相应速度 和相应速度 Re Lv 谬 称为雷洛数 表征流体惯性力与粘性力之比 Fr v gL 称为付汝徳数 表征流体流动时迁移速度与重 力加速度之比 相应速度是指几何相似的船之间为了保持 Fr 相同 则它们的速度必须满足一定的对应关系 即 Vm Vs Ls Lm Vs 入 9 什么是 什么是 Frude 定理 有何作用 定理 有何作用 Frude 定理是指形似船在具有相同的 Fr 数 即相应速度 时 单位排水量兴波阻力必相等 作用 由此定理 在实 验求得船模的兴波阻力之后 就可以得到相应速度时的实船兴波阻力 10 什么是全相似 什么是全相似 为什么说实船与船模不能全相似 实船和船模的雷洛数和付汝德数同时相等 就称为全相似 Re 相等 VmLm vm VsLs vs 即 Vm Vs Ls Lm 入 Fr 相等 Vm gLm Vs gLs 即 Vm Vs Lm Ls 1 入 两条件同时满足 则必有 Lm Ls 且 入 1 即用实船进行实验 这就不符合实验的要求了 模型试验已经失去意义 了 因而不能全相似 11 Frude 假定的内容是什么 有什么优缺点 假定的内容是什么 有什么优缺点 内容 假定船体总阻力可以分为摩擦阻力和剩余阻力 且使用比较定律 即 Re Rf Rr Rr Rpv Rw 假定船体的摩擦 阻力 Rf 等于相当平板 与船体同速度 同长度 同湿面积得平板 的摩擦阻力 优点 使用简单 简化计算 使结果与实际更加接近 为工程计算船体摩擦阻力提供了理论基础 缺点 1 应用相当平板计算时 由于存在实船与船模的尺度效应的问题 必须在实船 船模阻力换算时进行 尺度效应 修正 2 假定忽略了船体与 光滑平板 的差别 由于实际船体表面曲度和粗糙造成的影响 也需要修正 12 船舶表面弯曲对摩擦阻力产生形状效应 为何船的摩擦阻力仍可以用相当平板公式计算 船舶表面弯曲对摩擦阻力产生形状效应 为何船的摩擦阻力仍可以用相当平板公式计算 研究表明 船体的摩擦阻力增量的确大语相当平板的摩擦阻力 但是这种阻力增量是比较小的 其原因在于弯曲表面 所引起的摩擦阻力增大与分离点后漩涡区域摩擦阻力的减小有所抵消 考虑到各种因素之间的相互抵消作用 因此 Frude 假定在使用上不至于发生很大误差 13 Frude 的平板摩擦阻力公式 的平板摩擦阻力公式 ATTCLine ITTC 57 公式是什么 根据什么得出 公式是什么 根据什么得出 平板摩擦公式 Cf 2Rf p S v 2 此公式由 Frude 假定得出 Re 3 5 10 5 ATTCLine 公式 Cf 0 4631 Lg Re 2 6 此公式由桑海运用对数分布规律并根据平板拖曳实验给出 Re 10 6 10 9 ITTC 57 公式 Cf 0 075 LgRn 2 2 此公式为 1957 年 ITTC 上根据分析几何相似船模阻力实验结果所提出的计算公式 14 名词解释 名词解释 层流边界层层流边界层 边界层内存在两种流动状态 在平板的前端部分 水质点表现有稳定的分层流动 边界层沿板长方向增 长较慢 这种流体状态称为层流 与其对应的边界层称为层流边界层 理想流体理想流体 无粘度 在流动中不产生摩擦阻力 Rf 的流体 相应速度相应速度 形似船之间 为了保持 Fn 相同 则它们的速度必须满足一定的关系 相当平板相当平板 在摩阻力计算中 实船与船模的的摩擦阻力分别等于与其同速度 同长度 同表面积的光滑平板的摩擦 阻力 该假定中的 光滑平板 就称为该船的 相当平板 摩擦系数摩擦系数 定义 Cf 2Rf p S v 2 为摩擦阻力系数 Cf 仅仅是雷洛数的函数 雷洛数相同的不同平板的 Cf 相同 阻力的种类和定义阻力的种类和定义 摩擦阻力 Rf 由于水的粘性而使船体运动过程中受到的切应力所造成的阻力 粘压阻力 Rpv 由粘性引起的船体前后压力不平衡而产生的阻力 兴波阻力 Rw 由兴波引起的压力改变所产生的阻力 压阻力 Rw 作用在船体表面上的压力所造成的阻力 Rp Rpv Rw 粘性阻力 Rv 由于流体粘性而产生的阻力 Rv Rf Rpv 剩余阻力 Rr 船体总阻力中扣除相当平板摩擦阻力所剩余的部分的阻力 Rr Rpv Rw 第三章第三章 1 波浪是如何产生的 其组成及特点 波浪是如何产生的 其组成及特点 1 产生 水流流经弯曲的船体时 眼船体表面的压力分布不一样 导致船体周围的水面升高或者下降 在重力和惯性 力的作用下 在传后形成实际的船波 2 组成 船行波由与压力点兴波图形相似的首尾两组波系所组成 其中包括下列船波 船首压力兴波 形成船首波系 包括船首横波和船首散波 船尾压力兴波 形成船尾波系 包括船尾横波和船尾散波 3 特点 整个船行波可分为首尾两大波系 各由横波和散波组成 整个传播系基本集中在凯尔文角所限定的扇形面范 围内 船首横波通常在船首柱略后为波峰 而船尾横波则在尾柱略前处由波谷开始 整个船波系的个散波之间及散波 与横波之间互不干扰 船波随船一起前进 船波速度等于船速 2 兴波阻力产生的原因是什么 兴波阻力产生的原因是什么 受力观点 船体在运动过程中兴起波浪 由于波浪的产生 改变了船体表面的压力分布状况 船首与船尾的波峰波谷 导致首尾流体的压力差 从而产生兴波阻力 能量观点 对于深水进行波 其总能 W 的一半 W1 是由已产生的波浪传过来的 另外一部分 W2 是生成此波的船对流 体做工提供的 即 W W1 W2 这就是由能量观点提出的兴波阻力的表达式 3 兴波阻力与船航速的关系 行波阻力系数随速度的变化规律是什么 兴波阻力与船航速的关系 行波阻力系数随速度的变化规律是什么 兴波阻力 Rw 与船速 V 得 6 次方成正比 Rw A B cos 2 mL 入 V 6 随船速的增加 对低速船而言 兴波阻力 在总阻力中所占比例很小 而对高速船来说 兴波阻力将占很大的比例 行波阻力系数 Cw 2Rw p S v 2 C D cos 2 mL 入 v gL 4 即兴波阻力与速度的 4 次方成正比 4 船波产生干扰的原因是什么 如何减少干扰 有利干扰和无利干扰 避免干扰措施 船波产生干扰的原因是什么 如何减少干扰 有利干扰和无利干扰 避免干扰措施 1 产生干扰的原因 实际船体兴波存在的船首波系和船尾波系 且两波系中的横波在船尾处相遇叠加 2 减少干扰的措施 降低船速 增加平行中体的长度 3 有力干扰 如果首波波峰在船尾与尾波波谷相互叠加 则合成横波波幅减小 兴波阻力减小 称为有利干扰 无利干扰 船首横波波谷与船尾波谷相互叠加 则合成波幅增大 从而使船的后踢流体压力变得更小 水压力向前 的分力更小 兴波阻力增大 称为无利干扰 4 避免措施 a 设计时 根据船舶的航行区域选择相应的船长 尽可能使兴波长度 mL CpL 3 4 入 n 入 n 1 2 3 Cp 为棱形系数 b 改变平行中体长度 c 选择合理的船型系数 d 采用球鼻首 消波水翼等造成有利干扰 5 兴波阻力的确定方法有哪些 兴波阻力的确定方法有哪些 1 船模实验法 依据三因次的 Cr Ctm Cfm 通过模型试验确定剩余阻力系数 Cr 来确定 分析兴波阻力 2 兴波阻力理论计算方法 基础是 Michell 的线性型兴波理论 3 对非线性波问题 常用的是道森方法 对低速船行波问题解决得较为合理 但不适用于高速船 4 波形分析法 船的兴波阻力是与船后自有波系队形 将二者的波幅函数联系起来 通过测量得到自由波系 进行傅 里叶变换 得到波幅函数从而计算兴波阻力 6 球鼻首降低兴波阻力的原因 球鼻首降低兴波阻力的原因 球鼻首的兴波与主船体的首横波形成干扰 使兴波阻力得以减小 因为当船航行时 球鼻亦将产生波浪 如果球鼻首 的位置和大小选择得当 则球鼻兴波的波谷和船首波的波峰正好处于相同的位置 使合成波的波高较原来的船首波的 波高有明显的减小 从而降低兴波阻力 7 减小兴波阻力的措施与原理 减小兴波阻力的措施与原理 一 减小常规船兴波阻力的方法 a 选择合理的船型系数 在船舶设计阶段 按照要求达到预定航速 选择恰当的主 尺度和船型系数 b 设计良好的首尾形状 首尾形状对兴波阻力有较大的影响 c 造成有利的波形干扰 最常见的 是采用球鼻首 d 高速排水型艇安装消波水翼 在船高速行驶时 安装在首柱后面的消浪水翼之后部分形成一低压区 以至在翼后形成一个波穴 也可以降低兴波阻力 二 应用不同的设计概念减小 Rw 8 减小摩擦阻力的方法 减小摩擦阻力的方法 1 减小 S 选取合适的主尺度和船型参数 2 使船体表面尽可能光滑 以减小 正三角 Cf 4 边界层控制 延长层流区或加厚湍流区以减小偏 v 偏 y 5 喷注降阻剂 6 船底充气减阻 气膜减阻 7 将船体抬出水面 变水接触为空气接触 水翼船 气垫船 滑行艇等 第四章第四章 1 附加阻力有哪几类 各有什么特性 附加阻力有哪几类 各有什么特性 附加阻力包括 附属体所受水阻力 附体阻力 水面以上船体所受空气阻力 波浪中的阻力增值 附体阻力 由于船的附体通常安装在水线一下较深的位置 且相对尺寸较小 从而认为附体阻力主要成分是摩擦阻力 和粘压阻力 空气阻力 船舶在航行过程中 其船体水线以上部分和上层建筑将受到空气的阻力 包括摩擦阻力和粘压阻力两部分 因为空气的密度和粘性系数都比水要小 故而摩擦阻力只占很小一部分 空气阻力主要是粘压阻力 它与船舶水上部 分的外形及风的相对速度大小和方向有关 波浪中的 第五章第五章 1 阻力实验的目的 条件 为什么 阻力实验的目的 条件 为什么 船舶阻力实验的目的可以归结为 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 其具体目标 为 1 船型的研究 2 确定设计船舶的阻力性能 3 预报实船性能 4 研究各种阻力成分 5 航行状态的研究 6 预 估给定速度下实船所需要的有效功率 阻力实验需要满足的条件 船模与实船几何相似 重力相似 即 Frm Frs 因为只有满足船模与实船几何 运动和动力相似 船模的总阻力系数才等于实船得总阻力系数 这样才能根据船 模阻力实验所测出的船模总阻力来求实船总阻力 Rts 1 2 Ps Ss Vs 2 Cts 1 2 Ps Ss Vs 2 Ctm 而实际上 几何 运动 动力三个条件全相似是不可能的但可以做到满足几何相似和满足傅汝德数相等下的重力 相似准则 2 船模实验数据如何换算至实船 船模实验数据如何换算至实船 一 二因次法 将阻力 Rt 分为摩擦阻力 Rf 和剩余阻力 Rr 两部分 即 Rts Rfs Rrs Rtm Rfm Rrm Cts Rfs 1 2 Ps Ss Vs 2 Rrs 1 2 Ps Ss Vs 2 Cfs Crs Ctm Cfm Crm 故实船的计算公式 Rts 1 2 Ps Ss Vs 2 Cts Cts Cfs Crs 正三角 Cf 其中 Cfs Cfm 根据 1957 ITTC 公式 Cf 0 075 LgRe 2 2 算出 先计算 Re 正三角 Cf 为粗糙度附加 一般取 0 4 10 3 Crs 在相应速度下等于 Crm Crs Crm Rrm 1 2 Pm Sm Vm 2 Rtm Rfm 1 2 Pm Sm Vm 2 Rtm 1 2 Pm Sm Vm 2 Cfm 二 三因次法 将阻力 Rt 看成三部分 摩擦阻力 Rf 粘压阻力 Rpv 即 Rt Rf Rpv Rw Rf Rpv 称粘性阻力 写 成 Rt 1 k Rf Rw 1 k 称形状因子 k 称为形状系数 总阻力系数 Ctm 1 k Cfm Cwm Cts 1 k Cfs Cws 相应速度下 Cwm Cws 推出 Cts Ctm 1 k Cfm Cfs 故阻力计算公式 Rts 1 2 Ps Ss Vs 2 Cts Ctm 1 k Cfm Cfs 1 2 Ps Ss Vs 2 其中 Ctm Rtm 1 2 Pm Sm Vm 2 Cfm Cfs 由 1957 ITTC 公式算出 1 k 由 Ctm Cfm 1 k A Fr n Cfm A n 用最小二乘法求得 其余为已知量 3 船模阻力的表达 船模阻力的表达式的作用 有哪几种 式的作用 有哪几种 船模阻力数据表达法的作用有两方面 一是船体阻力换算 这是指船型相同 大小不同的船舶之间的阻力换算 显然按 不同的缩尺比均可由船模阻力资料换算得出大小不同船舶的阻力值 另一种是比较船型阻力性能的优劣 这是指船型 不同 但是大小相同或相近的船舶之间的阻力性能优劣的判别 一 泰勒表达法 Rts 正三角 s Rfs 正三角 s Rrs 正三角 s Rtm 正三角 m Rfm 正三角 m Rfs 正三角 s Rtm 正三角 m Fr 2 1 2Ss CbBsTs Cfm Cfs 正三角 Cf 二 傅汝德圆圈系数表达法 几何尺度系数 长度系数 圆圈 M L 倒三角 1 3 宽度系数 圆圈 B B 倒三角 1 3 吃水系数 圆圈 D T 倒三角 1 3 湿表面积 圆圈 S S 倒三角 1 3 对于船模和实船 相应的系数必定相等 速度表达系数 圆圈 P V gCpL 2 g 入 2 gCpL 2 入 CpL CpL 为船首横波第一个波结点到船尾横 波第一个波谷间距 圆圈 K V g 2 1 2 倒三角 1 3 4 g V 倒三角 1 6 船速 V 与波长为 1 2 倒三角 1 3 的波速之比 圆圈 L V g 2 L 2 4 g V L 阻力表达系数 圆圈 C Rt 正三角 1000 圆圈 K 2 125 Re 1 2 P V 2 倒三角 2 3 显示峰谷等重要特 征 防止阻力曲线陡直 摩擦阻力系数 圆圈 F Rf 正三角 1000 圆圈 K 2 剩余阻力系数 圆圈 R Rr 正三角 1000 圆圈 K 2 圆圈 C Ct 125 圆圈 S 圆圈 C s 圆圈 C m 125 圆圈 S Cfm Cfs 正三角 Cf 4 为何几何相似船与船模速度相应时 为何几何相似船与船模速度相应时 k 值相等 值相等 k Cpv Cf 或 1 k Cv Cf Rv 1 2 p V 2S Rv 1 2 p V 2S k 为形状系数 1 k 为形状因子 仅与船体形状有关 第七章第七章 1 研究船型对阻力的影响为何要划分速度级 如何划分 研究船型对阻力的影响为何要划分速度级 如何划分 船型对阻力性能的影响是与船速密切相关的 在不同速度范围内 船型参数对阻力的影响程度上 本质上均有差 别 因此 所谓阻力性能良好是对某一定速度范围而言 对于不同速度范围内的船舶 影响船体阻力的主要参数应该 是不同的 目前研究一般水面排水型船的阻力问题 较普遍的是按照傅汝德数将各类船舶分为 1 低速船 Fr 0 20 航速较低 兴波阻力小 其总阻力中摩擦阻力与粘压阻力占主要部分 因此在设计这类船舶时 重点在于减小摩擦阻力与粘压阻力 摩擦阻力主要决定于船体湿面积 因而形状一般比较肥短 但是易于产生漩涡 必须注意去流段设计 2 中速船 0 20 Fr 0 30 航速较低速船有所增大 兴波阻力成分随之增大 一方面要适当选择船型参数以造成首尾波 系有利于干扰 另一方面 船型适当趋于瘦削 避免产生大量漩涡 有利于减小 Rpv 3 高速船 0 30 Fr 高速船兴波阻力是总阻力的主要成分 设计中力求减小兴波阻力 一般高速船兴起的波浪长度较 长 首尾波系在船尾产生有力干扰的可能性很小 所以设计时致力于减小船首波系的波高 因而这类船都较瘦长以减 小兴波阻力 2 船舶不同参数对船舶阻力的影响 船舶不同参数对船舶阻力的影响 1 在一定 正三角 时 改变 L 对于低速船 Rf 占主要阻力成分 Rr 所占比例较小 增大 L 湿表面积 S 增大 Rf 增大 虽然 船型瘦长 B 和 T 较 小 兴波阻力下降 Rr 减小 但减小不大 总阻力几乎不下降 L 过大时反而增大 对高速船 Rr 所占比例很大 总阻力减小 但随 L 继续增大 总阻力下降趋势减缓 至最低点后反而增加 2 船长 L 一定时 排水量增大 Rf 正三角 减小 Rr 正三角 影响增大 对低速船 正三角 增大 对 Rr 正三角 影响不大 Rf 正三角 下降 从而 Rt 正三角 下降 对高速船 Rr 正三角 有明显增加 兴波阻力增大 Rt 正三角 增大 3 B T 对 Rf Rt 的影响不大 B T 对 Rr 的影响依 B T 各自影响大小而定 B 增加 散波波高增加 T 增加 横波波 高增加 一般 B T 增加 Rr Rw 增加 4 Cp 对摩擦阻力影响很小 低速时 Fr 0 20 Rw 极小 故 Cp 影响小 中速时 0 20 Fr0 30 Cp 适当大 Rr 反而小 5 横剖面系数 Cm 中速船 Cm 取大为好 Cb 一定时 Cp 小 高速船 Cb 给定时 Cm 选择使 Cp 接近最佳值 Cm 对 R 影响小取决于 Cb Cb 大 Cm 大 6 方形系数 Cb 倒三角 BLT Cb 增大 Rt 倒三角 随之增大 从某一 Cb 开始 Rt 倒三角 增加更快 对中速船尤为 明显 当速度范围内较小方形系数对应较低阻力 对中低速船 Cb 对 Rf 影响小 对高速船 Cb 对 Rf 影响大 对 Rr 影 响大 阻力增加不很大的前提下选择大的 Cb 7 水线面系数 Cwp Vs 增大 Cwp 下降 Cwp 大 倒三角 靠近水面 Rw 大 3 熟悉 熟悉 Toylor 系列船舶的组成和应用系列船舶的组成和应用 Toylor 系列的母型是一艘阻力性能优良的军舰 泰勒系列适用于军舰和双桨民船 应用泰勒系列图谱估算阻力和有效功率 步骤如下 1 计算设计船的船型参数 B T Cp 1000 倒三角 L 3 Fn Re k B T 3 0 0 75 或 3 0 B T 0 75 2 有计算的 B T 值 在 Cs 图谱上根据 Cp 1000 倒三角 L 3 查图并插值求出 Cs 3 采用桑海公式 0 242 Cf lg Re Cf 正三角 Cf 取 0 4 10 3 4 计算剩余阻力系数 Cr 若设计船的湿表面积 S 已知 则设计船的湿表面积系数 Cs S 倒三角 L 当 Cs 不等于 Cs 时 对 Cr 进行修正 修正后 Cr Cr Cs Cs 若不知 S 则假定 Cs Cs Cr Cr 5 计算总阻力系数 Cts Cf 正三角 Cf Cr 6 计算 Rts Cts 1 2 Ps Ss Vs 2 EHP Rts V 75 hp Pe Rts V 1000 kW 泰勒系列图谱有 Cr f1 B T Cp 倒三角 L 3 Fr Cr f2 倒三角 L 3 Fr Cs f3 B T Cp 倒三角 L 3 Cs f4 Cp 倒 三角 L 3 4 排水量长度系数 排水量长度系数 正三角正三角 L 100 3 对阻力的影响 设计时选取船长的原则是什么 对阻力的影响 设计时选取船长的原则是什么 排水量长度系数 d 正三角 L 100 3 又称修长系数 表征船体瘦长程度 中低速船的 d 宜取适当大一些 随着 Vs 增加 降低 d 值对阻力性能有利 高速船的 d 较低速船要小得多 所以高速船型瘦长 低速船肥短 由于 d 对 Rf Rr 两种阻力成分产生相反的影响 因此 实际上对于定航速船存在一个对应于最低阻力的最佳 d 值 而 对应不同航速存在 d 最佳曲线 船长选取原则 1 满足总布置要求 2 阻力性能良好 3 满足操纵性要求 4 经济性 在 Lopc 附近选取 Lmin 以减少造价 5 载重量 5 B T 对阻力有何影响对阻力有何影响 B T 对 Rf Rt 的影响不大 B T 对 Rr 的影响依 B T 各自影响大小而定 B 增加 散波波高增加 T 增加 横波波高 增加 一般 B T 增加 Rr Rw 增加 低速船 B T 增加 0 1 Rt 增加 0 5 0 75 高速船相应增加要大一些 B T 的设计往往不是依据阻力性能 而是从船 的稳性 布置 航道水深限制等方面予以确定 适当增大 B 以减小 L B 增大 B T 降低 Cb 使阻力有所减小 且利用重 量减轻使造价下降 且 B 增加 稳性增加 T 下降 水深限制缩小 6 平行中体对阻力有何影响 选取原则 平行中体对阻力有何影响 选取原则 排水体积一定 适当设置平行中体可使船首尾两端瘦削 在中低速情况下 对减小兴波阻力和粘压阻力有利 但 由于平行中体的存在形成 前肩 和 后肩 易产生肩波和漩涡 对于中低速船 适当采用平行中体对阻力性能是有 利的 对高速船 如果没有平行中体 必然使船首过分瘦削 水线成 S 形 在较高航速时 首部波浪