阻力部分复习.ppt

第四章 船舶阻力 §4-8 船舶阻力近似估算 所以如果能找到母型船，则可以根据母型船资料计算海军系数，然后再计算设计船的有效功率。 ●简易公式 定义海军系数 海军系数法 对于两船船型相近、尺度和航速略等，海军系数相等。 第四章 船舶阻力 §4-8 船舶阻力近似估算 例题 某船装有功率为2000马力的主机，正常航速为12节，因锅炉故障，使主机功率下降10％，试估算航速将下降多少？ * * * 船 舶 原 理 阻力部分 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 §4-2 相似条件 阻力系数 §4-3 各阻力成分讨论 §4-4 船舶阻力近似估算 第四章 船舶阻力 船舶快速性 船舶阻力：究船舶在等速直线航行过程中船体受到的各种阻力问题； 船舶推进：研究克服船体阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船、机、桨(推 进器)的匹配问题。 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 阻力定义、表达 定义 当船以一定航速航行时，将遭受导周围流体的反作用力，这与船运动方向相反的流体作用力称之,流体包括水和空气。 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 二 阻力研究任务 ●船型研究 满足运输要求下，寻求低阻船型 ●阻力计算 正确计算阻力大小，为螺旋桨设计设计提供依据 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 ●阻力成因与性质 ●阻力与航速、船型等的关系 ●减小阻力的方法，寻求优良船型 ●估算阻力大小，作为设计的依据 三. 阻力研究内容 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 四. 阻力研究方法 模型试验 实船试验 理论分析 物理概念 简单分析 计算分析 CFD 数值模拟 五. 本课程主要内容 理论分析 模型试验 1）阻力成因与性质 2）阻力与航速的关系 3）减小阻力的方法 4）估算阻力大小 Computational Fluid Dynamics 试验方法 理论方法 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 六. 阻力的成因 兴波阻力Rw 船在航行中兴起波浪，波浪具有能量，消耗的能量由船舶提供，这部分耗损称之 船在水中运动时 ●兴波阻力 ●摩擦阻力 ●粘压阻力 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 摩擦阻力Rf 由于流体具有粘性，靠近船体表面有一薄层水随船一起前进，所带动的这薄层水具有能量，消耗的能量由船舶提供，这部分耗损称之 形状阻力Rpv 船尾后面绝大部分情况产生漩涡,漩涡具有能量，消耗的能量由船舶提供，这部分耗损称之 粘压阻力、漩涡阻力 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 七. 阻力的分类 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 Rf+Rvp=Rv粘性阻力 Rw+Rvp=Rp压阻力 裸体阻力Rt 摩擦阻力Rf 粘压阻力Rvp 兴波阻力Rw 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 ●顺平板 ●垂直平板 ●理想流体，潜水中船 (monke 力矩） ●粘性流体，潜水中船 ●实际流体中水面航行船 ●水翼状态 ●滑行艇滑行状态 七 阻力成分的讨论 第四章 船舶阻力 §4-1 概述 八 航速的划分 付汝德数 0.2 低速船 ～0.2~0.3 中速船 0.3 高速船 0.3~0.5快速船 0.5 高速船 Rf~V1.825； Rw~V4-6 ；Rvp~V2; 第四章 船舶阻力 §4-2 相似条件、 阻力系数 §5-2 相似条件、 阻力系数 一. 阻力系数 阻力R(kN)，船体湿表面积S(m2)，航速V(m/s),水密度ρ(t/m3) 阻力系数 兴波阻力系数 摩擦阻力系数 形状阻力系数 总阻力系数 第四章 船舶阻力 §4-2 相似条件、 阻力系数 二. 阻力试验结果换算实船阻力 基本思路：Rt=Rf+Rpv+Rw=Rf+Rr； Rr－剩余阻力 船模满足几何相似，缩尺比λ 模型航速满足付汝德数相等 试验测得Rtm 即为实船航速对应的有效功率 第四章 船舶阻力 §4-3各阻力成分讨论 §4-3 各阻力成分讨论 ●摩擦阻力 ●粘压阻力 ●兴波阻力 ●附加阻力 第四章 船舶阻力 1 成因 §4-3各阻力成分讨论 一. 摩擦阻力 2减小摩擦阻力途径 第四章 船舶阻力 1 成因 §4-3各阻力成分讨论 二. 粘压阻力 2 影响因素 3减小粘压阻力途径 第四章 船舶阻力 问题： 1）实际流体中，是否所有船都产生旋涡？ 2）实际流体中，是否所有船都产生粘压阻力？ 1 成因 §4-3各阻力成分讨论 第四章 船舶阻力 2 减少阻力途径 主要影响因素是船体后端的形状，船体后端收缩的愈缓和，则纵向正压梯度较小，分离现象可以推迟，甚至避免，从而减小形状阻力。 (1) 去流段长度满足 (2) 后体收缩要缓和，缓和程度可用船尾水线和中线面的夹角表示 低速船：夹角不超过20°； 高速船：夹角不超过