船舶阻力第1章-總論

1、11-1 1-1 船舶快速性及其在設計中的地位船舶快速性及其在設計中的地位船舶的航速主要和所受到的阻力、主機功率的船舶的航速主要和所受到的阻力、主機功率的大小和推進效率高低有關。大小和推進效率高低有關。一、船舶快速性的含義一、船舶快速性的含義 船舶快速性的含義是：對一定的船舶在給定主船舶快速性的含義是：對一定的船舶在給定主機功率時，能達到的航速較高者，謂之快速性機功率時，能達到的航速較高者，謂之快速性好，反之為差。好，反之為差?；蛘?，對一定的船舶要求達到或者，對一定的船舶要求達到一定航速時，所需主機功率小者，謂之快速性一定航速時，所需主機功率小者，謂之快速性好，反之為差。好，反之為差。2二、二

2、、 船舶快速性在設計中的地位船舶快速性在設計中的地位船舶的快速性是船舶諸性能中的重要性能之一船舶的快速性是船舶諸性能中的重要性能之一?？焖傩缘膬?yōu)劣，對民用船舶而言將在一定程。快速性的優(yōu)劣，對民用船舶而言將在一定程度上影響船舶的于使用性和經濟性；對軍艦而度上影響船舶的于使用性和經濟性；對軍艦而言，快速性與提高艦船的作戰(zhàn)性能密切相關。言，快速性與提高艦船的作戰(zhàn)性能密切相關。船舶阻力是研究船舶在等速直線航行過程中船船舶阻力是研究船舶在等速直線航行過程中船體所受到的各種阻力問題。主要內容有：阻力體所受到的各種阻力問題。主要內容有：阻力的成因及性質；阻力隨船型、航速和外在條件的成因及性質；阻力隨船型、航

3、速和外在條件的變化規(guī)律；減小阻力的方法、尋求設計低阻的變化規(guī)律；減小阻力的方法、尋求設計低阻力的優(yōu)良船型；阻力的估算等。力的優(yōu)良船型；阻力的估算等。3三、三、 研究方法研究方法1、理論研究方法、理論研究方法提出解決問題的思路提出解決問題的思路 建立物理或數(shù)學模型建立物理或數(shù)學模型 理論計算理論計算 結果分析結果分析 探求有關機理與規(guī)律探求有關機理與規(guī)律 2、試驗方法、試驗方法船模試驗和實船試驗。船模試驗和實船試驗。3、數(shù)值模擬、數(shù)值模擬數(shù)值模擬只能解決部分問題，而大量的快速性數(shù)值模擬只能解決部分問題，而大量的快速性問題，主要還是依靠模型試驗。問題，主要還是依靠模型試驗。41-2 1-2 船舶阻

4、力的成因及分類船舶阻力的成因及分類一、船舶阻力劃分一、船舶阻力劃分 5船舶阻力劃分船舶阻力劃分 由于空氣密度約為水密度的由于空氣密度約為水密度的1/8001/800，故空氣阻力，故空氣阻力遠小于水阻力，水阻力是船舶阻力的主要成分遠小于水阻力，水阻力是船舶阻力的主要成分。而水阻力中船體阻力是本書研究的重點。而水阻力中船體阻力是本書研究的重點。 6二、船體阻力劃分二、船體阻力劃分 1、按產生阻力的物理現(xiàn)象分類、按產生阻力的物理現(xiàn)象分類 2、按作用力的方向分類、按作用力的方向分類 3、按流體性質分類、按流體性質分類 784、傅汝德阻力分類、傅汝德阻力分類 91-3 1-3 阻力相似定律阻力相似定律一

5、、粘性阻力相似定律（雷諾定律）一、粘性阻力相似定律（雷諾定律） 上式共有上式共有5個有量綱的物理量個有量綱的物理量10根據(jù)流體力學定律，取質量、長度、速度根據(jù)流體力學定律，取質量、長度、速度三個三個量作為基本物理量，則其它兩個物理量的量綱量作為基本物理量，則其它兩個物理量的量綱表達式為：表達式為： 11結論：結論：對于一定形狀的物體，粘性阻力系數(shù)僅對于一定形狀的物體，粘性阻力系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關，當雷諾數(shù)相等時，兩形似物體與雷諾數(shù)有關，當雷諾數(shù)相等時，兩形似物體的粘性阻力系數(shù)必相等，稱為的粘性阻力系數(shù)必相等，稱為雷諾定律雷諾定律。12二、興波阻力相似定律（傅汝德定律）二、興波阻力相似定律（傅汝德

6、定律） 上式共有上式共有5個有量綱的物理量。個有量綱的物理量。根據(jù)流體力學定根據(jù)流體力學定律，取質量、長度、速度律，取質量、長度、速度三個量作為基本物理三個量作為基本物理量，則其它兩個物理量的量綱表達式為：量，則其它兩個物理量的量綱表達式為： 131415結論：結論：對于給定船型的興波阻力系數(shù)僅是對于給定船型的興波阻力系數(shù)僅是傅傅汝德數(shù)的函數(shù)，當兩形似船的傅汝德數(shù)相等時汝德數(shù)的函數(shù)，當兩形似船的傅汝德數(shù)相等時，興波阻力系數(shù)必相等，這稱為，興波阻力系數(shù)必相等，這稱為傅汝德定律傅汝德定律。對于實船和船模，由于它們船型相似，要對于實船和船模，由于它們船型相似，要求求傅汝德數(shù)相等，故它們的興波阻力系數(shù)

7、必相傅汝德數(shù)相等，故它們的興波阻力系數(shù)必相等，可表示為：等，可表示為：16結論：結論：形似船在相同的形似船在相同的傅汝德數(shù)時，單位排水傅汝德數(shù)時，單位排水量興波阻力必相等。這稱為量興波阻力必相等。這稱為傅汝德比較定律傅汝德比較定律。由此可知，試驗求得船模的興波阻力后，就可由此可知，試驗求得船模的興波阻力后，就可以得到相應速度時的實船興波阻力。以得到相應速度時的實船興波阻力。17三、船體總阻力相似定律（全相似定律）三、船體總阻力相似定律（全相似定律） 上式共有上式共有6個有量綱的物理量。個有量綱的物理量。根據(jù)流體力學定根據(jù)流體力學定律，取質量、長度、速度律，取質量、長度、速度三個量作為基本物理三個量作為基本物理量，則其它兩個物理量的量綱表達式為：量，則其它兩個物理量的量綱表達式為： 1819結論：結論：水面艦船的總阻力系數(shù)是雷諾數(shù)和傅汝水面艦船的總阻力系數(shù)是雷諾數(shù)和傅汝德數(shù)的函數(shù)；若能使實船和船模的雷諾數(shù)和傅德數(shù)的函數(shù)