船舶原理上
1. 船体阻力分类 P154
(1) 按产生阻力的物理现象分:船体总阻力Rt 兴波阻力Rw 摩擦阻力Rf 粘压阻力Rpv
Rt=Rw+Rf+Rpv
(2) 按作用力的方向分类:摩擦阻力Rf 压阻力Rp
Rt=Rf+Rp
(3) 按流体性质分:兴波阻力Rw 粘性阻力Rv
Rt=Rw+Rv 式中 Rv=Rf+Rpv
(4) 傅汝德阻力分类:摩擦阻力Rf 剩余阻力Rr
Rr=Rw+Rpv Rt=Rf+R r 式中
2. 摩擦阻力成因 P161
Cf=Rf
x⎛1⎫⎛1⎫122
ρvS=2bτdxρv⋅2bx ⎪ ⎪=⎰0⎝2⎭⎝2⎭x
⎰
x0
Cτdx
式中 Cτ=τ
⎛1⎝2
2
ρv⎪为局部摩擦阻力系数;Cf为平均摩擦系数,是局部摩擦阻力Cτ在整个x长度范围
⎫⎭
内的平均值。
3. 光滑平板紊流摩擦阻力系数计算公式 P165
⎛y⎫
(1) 速度为指数分布的计算方法:= ⎪
v⎝δ⎭
u
n
(2) 速度为对数分布的计算方法:桑海公式 柏兰特-许立汀公式 休斯公式 (3) 我国现用ITTC公式
4. 船体表面弯曲度对摩擦阻力的影响有哪些? P170 (1) 增大速度梯度和摩擦阻力
(2) 产生漩涡
5. 普遍粗糙度,又称漆面粗糙度,主要是油漆表面的粗糙度和壳板表面的凹凸不平等。 P172 6. 什么是污底,产生原因及防治方法。 P177
污底:船舶在营运过程中,船体水下部分因长期浸泡在水中,除钢板被腐蚀外,海水中的生物,如贝类、海草等附着在船体上生长,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。
污底会造成船速下降。一方面由于污底直接增加了阻力,另一方面由于阻力增加导致推进器运转情况改变,致使螺旋桨效率下降。
防治污底的方法通常是先在船体表面敷涂两遍防锈漆,然后再涂一、二遍防污漆。此外,污底的海船在淡水港内停泊数日候再行出海,其附着的贝类和海草的大部分因死亡而脱离。对于污底严重的船必须定期进圬除污,重新油漆。
7. 船行波的主要特性 P178
由于摩擦阻力的大小正比于船体浸湿面积,因此船型参数的选择,特别是主尺度的确定要恰当。由于
船体表面粗糙度对摩擦阻力的影响很大,因而在可能范围内使船体表面尽可能光滑,以期减小由表面粗糙度所增加的阻力。边界层控制,采用聚合物溶液降阻剂,在细长体表面敷贴弹性覆盖层,粘贴微槽薄膜贴,特种船航行时将船体抬出水面。 8. 船行波的主要特性 P194
(1) 整个船行波可分成首尾两大波系,各由横波和散波组成,相应称为船首横波、船首散波和船尾横
波、船尾散波。
(2) 整个船波系基本上集中在凯尔文角所限定的扇形面范围内。
(3) 船首横波通常在船首柱略后处为波峰,而船尾横波则在尾柱略前处由波谷开始。 (4) 整个波系的各散波之间及散波与横波之间互不干扰。 (5) 船首尾两横波在船尾部分互相混合,组成合成横波。 9. 首尾横波的干扰 P195
影响首尾横波干扰结果的因素主要取决于首尾两横波的相对位置。首尾横波的干扰情况是由兴波长度mL和波长λ决定,两者关系:mL=nλ+qλ 兴波长度mL和波长λ的关系决定兴波干扰之结果。 (1) q=0,表示mL距离内有n个整波长,两横波的相位差为零,在尾部完全是波峰与波峰重叠,出
现不利干扰。
(2) q=0.5,表示mL距离内有n+0.5的波长,这意味着两波的相位差为π,首波波峰与尾波波谷相
叠加,则发生有利干扰。
(3) 当q为任意分数时,两波相位差为2πq,出现一般干扰。 10. 减少兴波阻力的方法 P209 (1) 选择合理的船型参数
(2) 设计良好的首尾形状 (3) 造成有利的波系干扰
(4) 高速排水型艇安装消波水翼。
11. 附加阻力:排水量船在航行时,水下部分除了裸船体收到摩擦阻力、兴波阻力、粘压阻力和破波阻力
之外,各种附属体也受到水阻力,水面以上的船体收到空气阻力,风浪亦使船的阻力相对静水时有一定增加,这三种因素产生的阻力合力称为附加阻力。 P217 12. 船模阻力试验的方法 P227
船模阻力试验是将实船按一定的缩尺比制成几何相似的船模,在满足Fr数相等的条件下,在船池中拖曳以测得船模阻力与速度之间的关系。
(1) 试验准备
首先,按一定要求制作试验用的船模;其次,船模在试验前要安装人工激流装置;船模安装激流丝后,进行称重工作;然后通过调整压载重量的位置使船模没有横倾,首尾吃水满足规定的要求;最后,将船模安装到拖车上。
(2) 阻力试验测量数据
完成上述试验准备工作后,可以进行船模拖曳试验。试验要求测量和记录的主要物理量有船模速度、船模阻力、船模纵倾角、重心升沉和浸湿长度。测量方法如下:
1) 船模速度记录;2)船模阻力测量;3)船模纵倾角和重心升沉的测量;4)浸湿面积和湿长度的确定。 13. 影响阻力的船型参数有哪些 P241 (1) 主尺度比。长宽比LB 宽度吃水比B
(2) 船型系数。方形系数Cb 棱形系数Cp 船中横剖面系数Cm 排水体积长度系数∇L
3
(3) 船体形状
14. 平行中体长度和位置对阻力的影响 P254
随着航速增高,设置平行中体对阻力性能的有利因素将下降,不利因素增加,故平行中体长度随之缩短,直至达到某一航速时,完全不宜采用平行中体。最佳平行中体长度和位置主要与航速有关。 15. 浅水阻力的影响 P293
船舶在浅水中航行时,由于水深受限制,船底和河底之间的流速增大,并使一部分水流被挤向船的两边舷侧方向流动,从而使船两侧的流速也增大。总之,浅水时船周围的流场发生变化,主要反映船侧、船底的流速比深水时为大,致使粘性阻力增加。同时,由于船底的流速增加、压力降低,从而使船的吃水增加和船的航态发生变化。
1)回流速度增大;2)航态变化;3)对粘性阻力的影响。