船舶阻力5(修改稿)

第七章船模阻力试验船舶阻力——第七章船模阻力试验——拖曳试验依据、设备和方法一、船模阻力试验的依据1、全相似—Fr、Re相等—无法实现2、粘性相似—Rem=ResVmLm/υm=VsLs/υsυm≈υs

Vm

=αVs—难以实现3、重力相似—Frs=Frm—

可行4、结论：部分相似（Fr）+假设（傅汝德、休斯）二、船模试验池1、任务：拖曳、自航、适航性等试验2、拖车式船模试验池优点：船模尺度比较大，尺度效应小，准确性高试验内容多—流线观察、敞水试验、自航试验、部分耐波性试验、部分操纵性试验、强度和振动方面的试验、水下实验缺点：拖车和轨道要求高、设备复杂、造价高。§7.1拖曳试验依据、设备和方法船舶阻力——第七章船模阻力试验——拖曳试验依据、设备和方法3、重力式船模试验池优点：水池小、设备简单、造价低缺点：船模尺度小、尺度效应大、误差偏大实验内容单一§7.1拖曳试验依据、设备和方法船舶阻力——第七章船模阻力试验——拖曳试验依据、设备和方法三、船模阻力试验方法和内容1、试验准备船模制作（木模、蜡模）—几何相似、表面光洁安置人工激流丝——称重——配压载、调浮2、阻力数据测试物理量：速度、阻力、纵倾、升沉、浸湿长度方法：（1）船模速度：—拖车速度（测速轮）（2）阻力测量：—阻力仪

a、机械式—阻力Rtm由砝码重力W平衡。

WrB±pLpsinθ=RtmrA

Rtm=rBW/rA±pLpsinθ/rA记录W、θ—

可得Rtm船舶阻力——第七章船模阻力试验——拖曳试验依据、设备和方法§7.1拖曳试验依据、设备和方法

b、电测式力传感器——阻力变化——传感器信号变化船舶阻力——第七章船模阻力试验——拖曳试验依据、设备和方法§7.1拖曳试验依据、设备和方法（3）船模纵倾角和重心升沉测量（4）浸湿面积和湿长度确定排水型—与静浮态一致滑行艇—目测、摄像（5）流线测量涂油漆、安丝线+水下摄影船舶阻力——第七章船模阻力试验——拖曳试验依据、设备和方法§7.1拖曳试验依据、设备和方法3、船模与实船阻力换算（1）傅汝德换算

Rts=Rfs+（Rtm-Rfm）

3

s/mCts=Cfs+Crm=Cfs+（Ctm-Cfm）C=R/0.5V2S（2）三因次换算（休斯法）（（1+k）法）

Cts=Ctm-（1+k）（Cfm-Cfs）+△Cf

船舶阻力——第七章船模阻力试验——拖曳试验依据、设备和方法§7.1拖曳试验依据、设备和方法一、表达目的与要求目的：阻力换算；比较船型阻力性能优劣基本要求：无量纲化；以Fr数及类似形式为速度参数；阻力与速度间函数便于换算。二、表达方法1、泰洛表达法及其换算关系速度参数Fr（或V/L0.5）；阻力Rt/△（或Rr/△或Cr）§7.2船模阻力数据表达船舶阻力——第七章船模阻力试验——船模阻力数据表达（1）Rr/△对Fr的表达形式船模数据用Rrm/△m对Fr的表达；实船阻力：Rts/△s=Rfs/△s+Rrs/△s（2）Rt/△对Fr的表达形式船模数据用Rtm/△m对Fr的表达；实船阻力：Rts/△s=Rfs/△s+Rrs/△s

相应速度时：Rrs/△s=Rrm/△m=Rtm/△m-Rfm/△m所以Rts/△s=Rtm/△m-（Rfm/△m-Rfs/△s）又因为：Rfm/△m=Cfm0.5

mVm2Sm/mgmCbLmBmTm

=0.5Sm

Cfm

Fr2/CbBmTm§7.2船模阻力数据表达船舶阻力——第七章船模阻力试验——船模阻力数据表达同样：RfS/△S=0.5Ss

（Cfs+△Cf）Fr2/CbBsTs几何相似船模：0.5Sm

/CbBmTm=0.5Ss/CbBsTs所以有：Rts/△s=Rtm/△m-（Cfm-

Cfs-△Cf）0.5SsFr2/CbBsTs用Rr/△Fr2对Fr形式表达

Rts/△sFr2=Rtm/△mFr2

-（Cfm-

Cfs-△Cf）0.5Ss/CbBsTs§7.2船模阻力数据表达船舶阻力——第七章船模阻力试验——船模阻力数据表达2、傅汝德圆圈系数表达法及其换算（1）船体几何尺度系数长度系数m=L/▽1/3，宽度系数B=B/▽1/3，

吃水系数D=T/▽1/3，湿面积系数S=S/▽2/3相似船模和实船，相应系数相等（2）速度表达系数

i、P

ii、K=V/（g

1/3/4

）1/2=（4/g）1/2V/

1/6表示V与波长为

1/3/2的波速之比

iii、L=（4/g）1/2V/L1/2

表示

V与波长为L/2的波速之比（3）阻力表达系数

C=（Rt/△）（1000/K2）F=（Rf/△）（1000/K2）R=（Rr/△）（1000/K2）§7.2船模阻力数据表达船舶阻力——第七章船模阻力试验——船模阻力数据表达§7.2船模阻力数据表达

C与Ct=Rt/0.5V2S均可表示总阻力特征

C/Ct=125S/

船舶阻力——第七章船模阻力试验——船模阻力数据表达换算关系Cts=Cfs+Crm=Cfs+（Ctm-Cfm）+△Cf=Ctm-（Cfm-Cfs-△Cf）用C代入：

Cs=Cm-125S（Cfm-Cfs-△Cf）/

3、比较不同船型的阻力性能（1）傅汝德表达法（2）泰洛表达法用于L、V确定比较船型（△、V给定时，用傅汝德法）§7.2船模阻力数据表达船舶阻力——第七章船模阻力试验——船模阻力数据表达一、试验本身的影响因素1、试验假设引起的误差2、试验本身引起的误差3、试验设备引起的误差二、尺度效应

Re小—层流措施：人工激流法表面粗糙