船型对阻力影响的基本概念

项目七船舶阻力八、船型对阻力的影响1、船型对阻力影响的基本概念影响船体阻力的因素：航速、船型和外界条件。

船型参数主要指表征船体水下部分的特征参数和几何形状。

影响阻力的主要船型参数一般为主尺度比、船型系数和船体形状等（各参数不一定相互独立）。

1、优良船型的含义

船型对阻力性能的影响是与船速密切联系的，在不同速度范围内，船型参数对阻力的影响不仅程度上不同，甚至还有本质上的差别，因此，所谓阻力性能优良的船型是对某一定速度范围而言。

换句话说，优良的船型将随速度而异，低速时阻力性能良好的船型，在高速时可能反而不佳。

由此可以推断：对于不同速度范围内的船舶说来，影响船体阻力的主要船型参数应该是不同的。为此，在船舶设计过程中考虑参数选择的出发点应视具体情况而定。一、船型、航速与阻力的关系

2、船舶分类及其主要阻力成分

1）按照傅汝德数将各类船舶分为低速船（Fr＜0.18）、中速船（0.18＜Fr＜0.30）和高速船（Fr＞0.30）。一般民用船大多属于中、低速船的范围，而军舰乃属于高速船之列。

2）主要阻力成分各种阻力成分在总船体阻力中所占比重，对不同傅汝德数的船是不相同的，在船型设计所考虑的侧重面将是各不相同的。

对于低速船来说，摩擦阻力占船体阻力的70﹪～80﹪，粘压阻力约为10﹪左右，而兴波阻力成分很小；

对于高速船，摩擦阻力约占船体阻力的40﹪～50﹪，而兴波阻力可达50﹪左右，粘压阻力仅占5﹪左右。（1）低速船航速较低（傅汝德数较小），兴波阻力很小，其总阻力中摩擦阻力与粘压阻力占主要成分，因此在设计这类船舶时，重点在于减小摩擦阻力和粘压阻力。①摩擦阻力主要决定于船体的湿面积，因而这类船的形状比较肥短，其目的是为了获得较小的船体湿表面积以减小摩擦阻力。②但是这类船易于产生旋涡，因此必须注意去流段的设计，以防止粘压阻力的增大。

（2）中速船的航速较低速船有所增大，兴波阻力成分随之增大，故在设计过程中既要注意减小兴波阻力，又要防止其他阻力成分的增长。①恰当地选择船型参数以造成首尾波系的有利干扰。②船型适当地趋于瘦削，这样可以避免产生大量旋涡，有利于减小粘压阻力。

（3）高速船的兴波阻力是总阻力中的主要成分，有时可达50%以上。设计中应力求减少兴波阻力。一般说来，高速船兴起的波浪长度都比较长，首尾波系在船尾产生有利干扰的可能性很小，所以在设计时致力于减小船首波系的波高，因而这类船都比较瘦长，特别是前体更甚，其目的就在于尽可能减小兴波阻力。

由讨论船舶阻力相似定律知，对于一定的船型，其总阻力系数是Re和Fr数的函数。若考虑船型变化，则总阻力表达式可改写为：

Ct=f(Re，Fr，船型参数)其中，船型参数主要包括三个方面：

1、主尺度比：有长宽比L/B，宽度吃水比B/d。

2、船型系数：有方形系数Cb，棱形系数Cp，船中横剖面系数Cm

以及排水体积长度系数（亦有采用排水量长度系数，或者长度排水体积系数等形式）。二、确定影响阻力的船型参数

3、船体形状：表征船体形状的因素很多，可归纳为三个主要方面：

1）横剖面面积曲线的形状可由浮心纵向位置xc，平行中体长度Lp和位置，以及曲线两端的形状来表征。

2）满载水线面的形状可以由满载水线面的面积，满载水线平行中段，满载水线首尾端的形状以及满载水线首端半进角等因素表征。

3）首尾形状包括首尾横剖面形状和纵剖面形状。由于目前还不可能用理论计算方法来确定船型诸参数对船体阻力的影响，所以现在解决这个问题的主要手段是船模系列试验方法。

所谓船模系列试验，就是对所研究的问题，选定母型