大学流体力学,哈工程版张亮,李云波习题参考答案

1、大连海洋大学船舶09-1班流体力学专用答哈工程张亮李云波P190第八章习题风洞中潜艇模型试验潜艇近水面水平直线航8-1说明下属模型试验应考虑的相似准数行时的阻力试验解：风洞中潜艇模型试验阻力F,L,v)12则:一f(,v,L,L2.vL)f(Re)其相似准数为Re潜艇近水面航行：F,L,v,g)3)f(Re,Fr2)f(Re,Fr)vLf(,v,L,一12.2vLvL2则相似准数为Fr,Re8-2实船长100m,在海中航速20kn,需要确立它的兴波阻力和粘性阻力，试根据相似理论分别讨论如何在风洞中和在船模水池中进行船模试验在风洞中，Rw0,Rf(u,L,尸0,)Eu相等Pp2pupPmp2mm

2、umPpm122umf(Re,Eu)Re相等若在风洞中保持粘性阻力相似：Rem风洞中:vpLpmvpLppLmmVppPpRep,令Lmvm10vp2000.5144102.881,风速接近102.88m/sRe相等，很难，但从此可在风洞中对高速船舶以看到，风洞对于低速要达到粘性相似：的粘性模拟，若保持船的粘性模拟可以。在水池中：粘性相似：RemRepvmLmvpLpvm兴波相似：FrmFrpvm,gLmvpgLPvmmvpPLmvPLLPvP兴波相似较易实现，而粘性相似因水中Vm很难达到,vp5.144,所以P水池船模实验则保持Fr相等，即兴波特性相似8-3水雷悬挂于深水中，海水流速为6km

3、/h.若用比实物缩小3倍的模型在风洞中进行试验以125.44N,则水雷的阻力位多测定其粘性阻力，则风洞的风速应为多少？如模型的阻力为少？解：水雷在水下运动，不考虑水面兴波影响，即风洞试验确保Ret目等RemRep,vmCmCp,FpCppvPL2PFm12.2-mvmLm2702.98NvPL：125.44222321025.911.6721.22661.222取15c在空气m1.455102/s、15c海水，P1.1889m10631.226kg/m一2/m/s、3,P1.67m/s,vmP1025.91kg/m3c-1.45510531.6761.188910661.22(m/s)模型的阻

4、力系数CmL,1Fm/(二mv22L2)mm)8-4实船的速度为37km/h,欲在水池测定它的兴波阻力，问船模在水池中的拖曳速度应为多11,，-少？设船模的比尺为实船的O如测得船模（兴波）阻力为10.19N,则实船的（兴波）阻30力为多少?解：实船船速vp37km/h10.28m/s,保持Fr相等,才能使船模和实船兴波相似Fr实船和船模的兴波阻力（假设水池中的密度与实Vmvpvp1.876m/sPp30系数相等，则实船的兴波阻力为:船对应的水密度相等）FwpCwppp2pvpLpCWm2I2pvpLpFwm2mvmL2m2.2vpLpFWm4LmVP一一2一Fwm30275.13KN8-5水翼

5、船以等速度u航行，已知水翼吃水深度为h,弦长I,攻角系数。航行时翼面上出现空泡，大气压与水的汽化压力之差为p,水的密度及粘性pv。试用因次分析法求水翼受力的相似准数。解：Ff(u,h,l,g,p)Ff(u,L,_,h,g,p,=)其中令u,l,为特征物理量，为无因次量,h,g,p为相关因次量，用定理，无因次化:Ff(hg_上,2,1 ,2.2IUlU/I1、,2vI-v2 2Cf*7驾Iuluf(:Re1,Fr2,f(pRe,Fr,（空泡数）相等。答：水翼受力相似准数：保证攻角相等，相等，Re和Fr,8-6设深水中螺旋桨推力下与桨的直径D,流体密度，粘性系数，转速n1）试用量纲理论给出它们之间

6、的函数关系以及相似准则2）若在热水池中做推力模型实验，模型和实测结果分别用下标“m”，和“Dm_1m1石p一晨二2nmm1,且Up3m/s,npP400转/分，试设计模型速度以及进速有关。P”表示，如果Um及转速3）若测得模型推力F=10N,求实型推力Fpp解：1)Ff(D,n,u,p°pv)Ff(D,n,u,poPv)F12c2vD2.1ff/(D/U),PoPvf(uD右)f(Re,J,)其中Re也（雷诺数）;2（进速子数）nDPoPv12v2（空泡子数）2)RemRepumDmUpDpUmmUpDppDmDpDmUmUpp12d4.5m/spJpUmnmDmUmnpDpDmUpnpUmUp