船舶阻力阻力分析课件.ppt

海上货物运输,航海学院,货运教研室,第八章 船舶阻力,8.1 概述 inf8.2 基本阻力的机理 inf8.3 相似定律 inf8.4 基本阻力的估算 inf8.5 基本阻力百分数 inf8.6 营运载态和浮态对快速性的影8.7 附加阻力 inf8.8 浅水航行对吃水的影响 inf,习题,8.1概述,Y,快速性船舶运动所消耗的功率inf总阻力分类inf 基本阻力的分类inf,W,X,船舶在给定主机功率条件下等速直航的速度性能。,二、船舶运动所消耗的功率,PE,推进系数Cp,功率传递inf、传送效率inf,推进功率的传递,PD,PT,PD,PE,传送效率,有效功率PE,推进功率PT,船后桨收到功率PD,敞水桨收到功率PD,主机功率PM,传递效率,相对旋转,敞水桨,船身效率,船舶阻力R分类1-特征分类,空气,水,静水,汹涛,附体,基本阻力=裸船体阻力,污底阻力,新造船深水,附加阻力,W,T,浅水附加,船舶阻力R分类2-力学性质分类,2、压差阻力,W,T,1、摩擦阻力,基本阻力分类,基本阻力R0,摩擦阻力,压差阻力,涡流阻力(粘性压差阻力),兴波阻力,粘性阻力,8.2 基本阻力的机理,一、摩擦阻力inf二、涡流阻力inf三、兴波阻力inf,一、摩擦阻力,摩擦阻力计算 inf平板摩擦阻力船体摩擦阻力与速度之间关系占总阻力百分比影响因素,粘性；速度梯度；船形；速度；表面粗糙度湿表面积（吃水）；,W,X,T,速度的分布,Vs,船速,法线方向,速度,1. 平板,2. 船体,一、摩擦阻力计算,二、涡流阻力（粘性压差阻力）,涡流阻力成因inf理想流体粘性流体与速度之间关系占总阻力百分比影响因素,船形（尾部形状）inf；速度；粘性；,涡流阻力成因,1. 理想流体,2. 粘性流体,尾部形状对涡流阻力的影响,流线体,圆球,圆柱,圆盘,三、兴波阻力,兴波阻力成因inf理想流体粘性流体船行波inf与速度之间关系占总阻力百分比影响因素,船形（首部形状-水线面附近）；速度；,1. 兴波阻力成因,W,T,1. 理想流体,2. 粘性流体,2. 船行波,首波系横波散波,尾波系横波散波,球鼻首作用,8.3 相似定律,相似准则inf流体力的一般表达式inf雷诺相似定律inf傅汝德相似定律inf基本阻力全相似条件inf傅汝德假设inf,一、相似准则,几何相似运动相似动力相似,V,B,长：Ls宽：Bs,长：Lm宽：Bm,二、流体力的一般表达式,基本量纲：,三、雷诺相似定律,几何相似的船模和实船，当二者雷诺数相等时，其摩擦阻力或涡流阻力相似。,四、傅汝德相似定律,几何相似的船模和实船，当二者傅汝德数相等时，其兴波阻力相似。,五、基本阻力全相似条件,摩擦阻力和涡流阻力相似条件：,兴波阻力相似条件：,即：,结论：,全相似的条件不存在：,六、傅汝德假设,基本阻力组成剩余阻力相似条件摩擦阻力按平板阻力估算根据相似定律求实船的剩余阻力,应用,8.4 基本阻力的估算,摩擦阻力估算p143剩余阻力估算例题p145,8.5 基本阻力百分数,基本阻力曲线inf基本阻力百分数 inf利用傅汝德大小表征船速,低速船,中速船,高速船,基本阻力曲线,某低速货船基本阻力曲线,基本阻力百分数,中速船,0.35,0.2,0.35,低速船,高速船,50,8.7 附加阻力,污底阻力inf附体阻力inf空气阻力inf汹涛阻力inf浅水附加阻力inf,一、污底阻力p149,污底定义污底阻力成因：影响因素,出坞日期，航行时间，停泊时间，航行区域，季节，水温表面，油漆状况。,摩擦,污底附着量出坞后时间：P150,下水后，摩擦阻力每天增加2.5%,4. 影响程度,二、附体阻力,附体定义,附体阻力成因：影响因素,尾部数量，尺寸，形状，相对位置，船速,摩擦，涡流,7-8%*基本阻力,4. 影响程度：,三、空气阻力,空气阻力定义空气阻力成因影响因素,水面以上船体形状；相对风速；风向；,摩擦，涡流,2-30%*基本阻力，P152,4. 影响大小、程度：,四、汹涛阻力,耐波性定义：P152失速汹涛阻力组成储备功率,船舶在各种海况下营运船速不致显著降低的性能。,摩擦，涡流，兴波,五、浅水附加阻力,浅水航行特点：吃水；浮态；阻力变化；,摩擦，涡流，兴波,水深傅汝德数：,8.8 浅水航行对吃水的影响,船舶在深水中航行的沉浮量inf船舶在浅水中航行的沉浮量inf,38,一、船舶在深水中航行的沉浮量,深水中航行时的沉浮量,过渡状态,排水状态,滑行状态,体积傅汝德数：,二、船舶在浅水中航行的沉浮量,变化规律：,变化小,尾倾,尾倾最大值,水深傅汝德数：,水深傅汝德数：,