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船舶阻力试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.下列哪一项不属于船舶总阻力的主要组成部分？

(A)摩擦阻力

(B)压差阻力

(C)兴波阻力

(D)热传递阻力

2.当船舶在静水中等速直线航行时，推动船舶前进的主要动力是克服了哪种阻力？

(A)摩擦阻力

(B)压差阻力

(C)兴波阻力

(D)附体阻力

3.对于雷诺数Re的表达式，下列说法正确的是？

(A)Re=ρvL/μ，其中ρ为密度，v为速度，L为特征长度，μ为动力粘度

(B)Re=μvL/ρ，其中ρ为密度，v为速度，L为特征长度，μ为动力粘度

(C)Re与船体形状直接相关，与流体性质无关

(D)Re主要用于计算船舶的压差阻力

4.根据牛顿内摩擦定律，流体的内摩擦力与下列哪个因素成正比？

(A)流体密度

(B)流体速度

(C)流体粘度

(D)距离

5.在层流边界层过渡到湍流边界层的过程中，边界层的特性是？

(A)摩擦阻力系数Cf增大

(B)摩擦阻力系数Cf减小

(C)船体表面摩擦阻力消失

(D)流体粘度突然变为零

6.对于具有相同湿表面积和速度的平板和船体，其摩擦阻力系数（Cf）通常是？

(A)平板船体

(B)平板船体

(C)平板=船体

(D)无法比较

7.压差阻力的主要成因是？

(A)流体粘性引起的摩擦

(B)船体形状导致的水流分离和压强分布不均

(C)船舶运动产生波浪

(D)高速航行时空气阻力

8.傅汝德数（Fr）表征的是哪种力的关系？

(A)惯性力与粘性力

(B)惯性力与重力

(C)重力与摩擦力

(D)压差阻力与兴波阻力

9.对于瘦长体（如水翼），其兴波阻力通常比同等尺寸的宽浅体船舶是？

(A)更大

(B)更小

(C)相等

(D)无法确定

10.下列哪种措施不能有效减小船舶的兴波阻力？

(A)采用流线型船体

(B)降低船舶航速

(C)使用减摇鳍

(D)优化船艉形状

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）

1.船舶阻力主要分为摩擦阻力、______阻力、兴波阻力和空气阻力等。

2.当雷诺数Re很大时，船体附近的边界层通常为______边界层。

3.摩擦阻力系数（Cf）除了与雷诺数Re有关外，还与船体表面______有关。

4.压差阻力又称为______阻力，其大小与船体的形状密切相关。

5.兴波阻力是由于船舶在水中运动产生______而消耗能量形成的。

6.傅汝德数（Fr）是无量纲数，它表示______与重力之比。

7.船模试验中，为了复现实船的阻力特性，必须满足______定律。

8.减少摩擦阻力的方法之一是采用______表面处理技术。

9.对于高速舰船，空气阻力成为一个不可忽略的阻力分量，它主要来自于______和甲板机械等。

10.水翼船利用______原理来显著减小兴波阻力，实现高速航行。

三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述边界层从层流转变为湍流的条件及影响因素。

2.比较摩擦阻力和压差阻力的主要区别。

3.解释什么是傅汝德数，并说明其在船舶阻力研究中的作用。

4.简述船体表面粗糙度对摩擦阻力的影响机理。

四、计算题（共25分）

1.（10分）一艘船长L=120m的船舶，在密度ρ=1025kg/m3，动力粘度μ=1.15×10?3Pa·s的海水中以航速v=15节（1节=0.514m/s）航行。假设该船的湿表面积S=2500m2，船体表面粗糙度引起的摩擦阻力系数增加量ΔCf=0.0004。请计算该船在航行中受到的摩擦阻力。(提示：可使用Blasius公式或经验公式估算Cf，注意单位换算)

2.（15分）某船模在风洞中进行试验，船长Lm=10m，航速Vm=40km/h。试验测得总阻力Rm=2000N。已知该船实船长L=100m，海水密度ρ=1025kg/m3，动力粘度μ=1.15×10?3Pa·s，空气密度ρa=1.225kg/m3。假设空气阻力可忽略不计，请根据相似定律估算该船在静水中以与船模相同的傅汝德数航行时受到的总阻力R。(提示：主要考虑惯性力相似和阻力