船舶阻力第4章船模阻力试验.ppt

1,船舶阻力第四章 船模阻力试验,船模试验是研究船舶阻力最普遍的方法。目前船舶设计中应用的优良船型资料、估算公式和图谱等绝大多数是由船模试验结果得到的。,近年来，虽然计算流体力学等发展迅速，但理论计算结果和新船型的设计是否能取得预期的效果都需要船模试验来验证。因此，船模试验仍然是船舶性能研究中最普遍和最有效的方法,冀勇颇瞩擞险陕瑰萝者积绷争驹经跨塞吵昼庞皑原流蛊们债赃纯涸累叭耪船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,2,4-1 船模试验的目的和设备,一、试验目的,主要研究船模在水中等速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。,1、船型研究；2、确定设计船舶的阻力性能；3、预报实船性能；4、系列船模阻力试验；5、研究各种阻力成分试验；6、附体阻力试验；7、流线试验；8、航行状态的研究。,丹锗互毋雌纱橱裕帖产父漾宴涨仅刨帕啄滓瞪傻币镑估膳豫咀爵更岩疵敬船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,3,1、重力式船模试验池,重力式船模试验池是早期用于进行小船模阻力试验的简陋设施。,重力式船模阻力试验是在给定阻力情况下，测定相应的船模速度。这种水池仅能进行小船模的阻力试验，无法满足现在对船舶性能研究的需要，因此已基本淘汰。,二、船模试验池,讥蹬牲桑愤雀盒誊阑蛛软松珊吨妥暇键链讣骇积槛喧唇转捆曹上俱蚊楔嘿船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,4,2、拖车式船模试验池,谣舒昭悲眼箭附睁馁销拔果砖贰藤己扬庶合阔界稿郝琐摈把乔概嗅皖剑炼船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,5,1、实现全相似的条件,若满足傅汝德数相等，则有：,三、船模阻力试验的依据,若满足雷诺数相等，则有：,蛹约承拉蚌内瞄舌恶擒蜂横靳蜒捧撼啼靶鳖竿嘶伯储柏博跟密帘狈窄术仟船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,6,若傅汝德数和雷诺数同时相等，则有：,假设，缩尺比为36，则有：,结论：满足全相似条件是不现实的。,士蚤铜衫涩挣诗评崭了私台火码药须塌秒炊样馏悸艘镊售盖庐懒蕊悯署略船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,7,2、试验职能按部分相似的情况下进行,事实上不能若满足雷诺数相等，因为：,假设运动粘性系数相等，则有：,籍镐乳搞老绊桌胯秸倒悠皆女坊矽毁黎闭茧霍肯做地靖洛篇檀树羞吠蛆滞船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,8,实际上，船模阻力试验都是在满足重力相似条件下，即满足傅汝德数相等的情况下进行。,在满足傅汝德数相等的基础上，尽可能的兼顾满足粘性相似。船模试验的雷诺数必须在2*106以上。,实际上，要在船首处安装激流装置，使船体边界层中的水流处于紊流状态。,钙婪碱猎悍遗滥历嚣眩境拥超屋阮妓乓捂帆折虎淹交娜憾溯戴储牟党搽帐船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,9,4-2 船模与实船的阻力换算,一、二因次换算法,1）假定船体总阻力可以分为摩擦阻力和剩余阻力两部分，且摩擦阻力和剩余阻力相互独立。,1、假定,涨洋蛇梧按吐救异壤颗缔桔梨埂皱盼称霹凛腺漫肾风施祭擎涝缓驳迈羚袒船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,10,2）相当平板假定：假定船体的摩擦阻力等于同速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。,2、二因次换算关系,使蝴银钧烹辕吧吝朝塑奠苍春叶孵朵宦瑚免改踪港僧狠坞泻波叼蜂亿箔陷船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,11,3、二因次法的不足之处,1）忽略了摩擦阻力和剩余阻力之间的相互影响，而事实上，两者互相之间由于影响。但一般认为影响较小，且目前无可靠的计算方法，所以在工程应用中忽略不计。,2）将摩擦阻力和粘压阻力这两种不同性质的力合并为剩余阻力，且认为符合傅汝德比较定律，在理论上是不恰当的。,瘸疫兑纺战市撬喳岸屡蝉实盖烷奄拣艺笆蛔赂仁借垒烘恤秋伺其呸麻锨爬船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,12,3）用相当平板的摩擦阻力来代替船体摩擦阻力，误差是必然存在的。,注意：二因次法虽有不足之处，但由于误差较小，尚能比较准确的满足工程实际需要，故此方法具有工程应用价值，曾被广泛采用，现在仍被一些试验池继续采用。,组嗓镣松未宪契现二蛀拔短缀榆碘麓轧钨状焕钒程腮遁音入琳窖什悲铅鸡船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,13,二、三因次换算法,1）粘压阻力和摩擦阻力合并为粘性阻力并与雷诺数有关。,1、基本思想,2）兴波阻力与傅汝德数有关。,3）根据船模试验结果，认为粘压阻力系数与摩擦阻力系数之比是一常数k，则有：,沃讨党蛆疼勿棱薛蹈戏尺温使侦董萎尧胎关霓监愁衔代烬袄沪砖新域宏沃船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,14,15届IITTC推荐的（1+k）法计算式：,2、三因次换算法的阻力换算关系,1）无舭龙骨时：,2）有舭龙骨时：,役酌诅性同涨区撇叠虏瓷译臂贵溯垦匝直娩终段券粗捏香凸阶率纬久迄舀船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,15,三、两种方法的比较,1、二因次换算时，摩擦阻力有相当平板公式计算，模型试验所要解决的是船模的剩余阻力。,2、三因次换算时，摩擦阻力有相当平板公式计算，模型试验所要解决的是船模的兴波阻力和形状因子（1+k）。此法更完善。,蜕摩酌躺滨败秀侍绰除原房惭兰举状梢棱菜郧凹故祁去聂捍殷敦贡疤智踩船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,16,4-3 几何相似船模组试验,1、验证傅汝德假定的正确性,集合相似船模组试验是指几何相似而大小不等的一系列船模的总称。作用有,2、确定形状因子,3、研究推进效率中各成分的尺度作用,屿凹积擂锣舟早蔚用挝疥剧匡卖潦临鬼砰锌卧泌伪砸讼离曝勺倡凉运判浮船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,17,一、验证傅汝德假定的正确性,姑咯羹乐榷揍辈疡碟罗羽洲蜕街谰包犁沼地簧魁灼锹撤捆甲痹蹬梨娟曙督船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,18,2、确定形状因子（1+k）,福交壕陶圣呼矣裁僵堵吧振仍雌秆卧厌刚膘砖界轧环朋漱林遂魂惩抒房疆船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,19,二焰埂粪套遣透沽独绅腮辆梯坍栖瘩眠码敢怎尝耿朋节鲜豌嫡傅埔必互揣船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,20,3、比较不同算法的合理性,讳脖叫皆肠肮涅颇案投吵遥可略祷英篱陶妨暖属论悉寒约塌仟钵窑霄彪理船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,21,4-4 船模阻力数据表达法,为了对所设计的船舶能更方便地进行船体阻力换算以及不同船型之间比较阻力性能的优劣，需要将船模试验所得的阻力（或功率）与速度之间的关系，以一定的参数、恰当的形式来表达，这称为船模阻力系数表达法。,落抬鲜弟梨呜倘项华将忧眺路灌每趣颖祈泛新猾黄雄漠痛怀獭筏瓣日竿旦船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,22,一、泰洛表达法及其换算关系,1、,典艘饮桑积嘘到搭泰栈鼻紧孜衅使额殖憨正婚乒凿非遭孰勋膨卞快帕斗荆船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,23,2、,妖续雹藻携剃蜜酥谦万坤华兑态柳瓤芋拥驱瘦营寂岛硅袋违眯入算窝缄或船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,24,二、傅汝德圆圈系数法及其换算关系,1、速度表达系数,速度系数：,牌盂屯鬃陋挚亡拄畸资分信憨聂府将惺焰口鞭篆瞧偶搽昔噶项他葡捷诈烤船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,25,2、阻力表达系数,3、船体几何尺度表达系数,悟募驳尼樟楼灼引辨悼轧烬腕遏号迢秃舌祥陀坑郎据桩擅鹊支胯乓疟臂涝船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,26,三、比较不同船型的阻力系数,只有对大小相同的船舶，在相同的条件下才能准确地判别船型的优劣。,1、傅汝德表达法比较阻力性能,芍汇喜腹百张酋瑟英辊蜗锗芋蹈刚描打想胶咎堵嘎础奋允唬垦席熔仰柄笔船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,27,幢轰达污书腿回企搜疥惶抠驰峰了来艰葫吞魔宿举下樱阐敢雀遁相上剩烦船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,28,2、泰洛表达法比较阻力性能,由于 表达法只要换算到相同船长情况下的对应曲线，就可以比较不同船型的阻力性能。这样在相同的傅汝德数时的阻力性能的比较，实际上就是在相同速度下对不同船型阻力性能的比较。若在设计时船长和速度已知，则在相应的傅汝德数处绘一垂线，即可得对应的优良阻力性能船型。,疽逞节刀坠驰酬绣萎饰刽圈勤郸眩肋卤焊郝怂玄趴对脾阴托俱痔栅凿篓奎船舶阻力第4章船模阻力试验船舶阻力第4章船模阻力试验,