流應(yīng)用體力學(xué)在船只中的應(yīng)用

1、流體力學(xué)在船只中的應(yīng)用 船，人類最早的運輸工具之一。 它連接了七大洲，把文明傳向世界在科學(xué)知識的海洋里，我們乘坐探 索之船，向那片未知的水域駛進(jìn)。 其實，船在航行過程中會受到很多因素的影響，比如水的阻力、水流速度等。因此流體力學(xué)的運用，可以提高船舶的運行速度和效率。 u船舶的分類 推進(jìn)器是為船舶提供動力的工具。按推進(jìn)器的作用方式可分為主動式和反應(yīng)式兩類?？咳肆蝻L(fēng)力前進(jìn)的纖、帆等為主動式，槳、櫓，明輪、噴水推進(jìn)器、螺旋槳等為反應(yīng)式。竹筏竹筏帆船帆船提供動力原理一般人對于帆船往往認(rèn)為是被風(fēng)推著跑的。其實風(fēng)的動力以兩種形式作用于帆，帆船的最大動力來源是所謂的“伯努利效應(yīng)”。當(dāng)空氣流動得快的時候，在

2、正面擋住它的物體就會受到空氣的沖擊，這種沖擊產(chǎn)生的壓力我們稱為動壓力。當(dāng)帆船順風(fēng)行駛時，就是空氣對帆的動壓力推動帆船前進(jìn)的。由“流速增加，壓強(qiáng)降低”的伯努利原理知道，當(dāng)空氣向一個方向流動時，它向側(cè)面作用的力就要相對減小。也就是說氣體流動速度越大的地方，動壓力壓強(qiáng)越大，而靜壓力壓強(qiáng)越小。流速愈小的地方，動壓力壓強(qiáng)愈小而靜壓力壓強(qiáng)愈大。這樣氣體流速小的地方對流速大的地方就會產(chǎn)生一個側(cè)向的壓力，這個力稱為靜壓力。當(dāng)迎風(fēng)駛帆時，船正是在風(fēng)的靜壓力推動下前進(jìn)的。木舟（槳提供動力）以明輪提供動力的船明輪提供動力的原理 蒸汽機(jī)帶動明輪，使槳輪轉(zhuǎn)動，槳輪上葉片潑水，推動船舶前進(jìn)。由于蒸汽機(jī)船上裝有明輪，故這種

3、裝有蒸汽機(jī)帶動明輪來推進(jìn)的船舶稱為輪船。 以噴水推進(jìn)器為動力的船推進(jìn)器模型噴水推進(jìn)器原理 噴水推進(jìn)器是用水泵作動力，將水從船底孔吸入，經(jīng)舷部管子，把水從船后方向排出，靠水的反作用力來推進(jìn)船舶。以螺旋槳為動力的船螺旋槳提供動力的原理 螺旋槳是指靠槳葉在空氣中旋轉(zhuǎn)將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的裝置或有兩個或較多的葉與轂相連，葉的向后一面為螺旋面或近似于螺旋面的一種船用推進(jìn)器。螺旋槳分為很多種，應(yīng)用也十分廣泛，如飛機(jī)、輪船等。根據(jù)流體力學(xué)提高船速和效率的方法 材料學(xué) 提供降低摩擦力的船舶表面涂料和材料，根據(jù)設(shè)想，使油漆涂料利用和和水分子類似的張力作用可以使摩擦力大幅度減小，從而使船舶速度有效提高。主要面臨的問題是這種材料的造價高昂和污染性問題。 結(jié)構(gòu)學(xué) 將船舶的表面結(jié)構(gòu)制造成摩擦力最小的形狀，目前最可靠的形狀是水滴形，這種結(jié)構(gòu)將流體力學(xué)應(yīng)用到最佳狀態(tài)，根據(jù)測試可以提高船速60%90%以上，能大幅度降低能源損耗。 仿生學(xué) 目前最被科學(xué)家看好的方法，就是采用設(shè)備模擬水下海豹、海豚等動物在水下高速運動時能在身體表面產(chǎn)生一張水膜的方式，在航行器表面制造出一個封閉式的水泡，是航行器完全包裹在這種水