1、船舶阻力：第一章1. 船舶快速性：在给定主机功率时，表征航速高低的一种性能。2. 船舶阻力研究方法：研究船舶在等速直线航行过程中，船体受到的各种阻力问题3. 推进部分：研究克服阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船机桨的配合问题。4. 研究船舶快速性的方法：理论研究方法，实验方法，数值模拟。5. 船舶阻力：水阻力、空气阻力。水阻力：静水阻力、汹涛阻力。静水阻力：裸船体阻力、附体阻力。附加阻力：附体阻力、汹涛阻力、空气阻力。船舶阻力：裸船体阻力、附加阻力。6. 船舶总阻力 Rt：摩擦阻力 Rf，压阻力 Rp。压阻力 Rp：粘压阻力 Rpv，兴波阻力 Rw。粘性阻力 Rv：摩擦阻力 Rf，粘压阻
2、力 Rpv。船体总阻力 Rt：粘性阻力 Rv，兴波阻力 Rw。7. Rt=Rw+Rf+Rpv8. 对于 Rpv 的处理：（1）R pv +Rw=Rr 剩余阻力（2 ）R pv +Rf=Rv（粘性阻力） ，则有Rt=（1+k ）R f+ Rw9. 阻力相似定律：（1）粘性阻力相似定律-雷诺定律 -Cr=f（Re）对于一定形状的物体，粘性阻力系数仅与雷诺数有关，当 Re 相同时，两形似物体的粘性系数必相等。10. 兴波阻力相似定律-傅汝德定律-C w=f（Fr）对于给定船型的兴波阻力系数仅是 Fr 的函数，当两形似船的 Fr 相等时，兴波阻力系数必相等，称为傅汝德定律。形似船：仅大小不同，形状完全
3、相似（即几何相似）的船舶之间的统称。傅汝德比较定律： 形似船在相应速度时（或相同 Fr 数） ，单位排水量兴=波阻力必相等。11. 船体总阻力相似定律-全相似定律-C t=f（Re，Fr） -可得，水面船舶的总阻力系数是雷诺数和傅汝德数的函数。第二章 粘性阻力1. 相当平板假定：实船和船模的摩擦阻力分别等于与其同速度，同长度，同湿表面积的光滑平板的摩擦阻力。3. 一般船舶的雷诺数在 ，其对应的流动状态是湍流边界层。410631084. 光滑平板层流摩擦阻力系数公式（速度为对数分布的计算方法）（1 ）桑海公式： 时， -美国106109 =0.4631()2.6（2 ）柏兰特-许立汀公式： -欧
4、洲=0.455()2.58（3 ） ITTC： -我国=0.075(2)25 船体表面弯曲度+ 表面粗糙度对 Rf 的影响6. 船体表面粗糙度：（1 ）普遍粗糙度（又称漆面粗糙度） ，主要是油漆面的粗糙度，壳板表面凹凸不平等。 （2）局部粗糙度（又称结构粗糙度） ，主要是焊缝，铆钉，开口以及突出物等粗糙度。7. （1）铆接船的局部粗糙度对阻力的影响远较焊接船大。（2 ）对焊接船来说，横向焊缝是造成局部粗糙度对阻力影响的主要因素。8. 普遍粗糙度和局部粗糙度所增加的摩擦力系数与雷诺数无关。9. 由粗糙度所增加的摩擦阻力最大可达 70%左右。10. , 其中 是粗糙度补贴系数，在我国取 针对=（
5、+）122 =0.4103船长在 100m 左右符合。11.污底：（1 ）含义：船舶在营运过程中，船体水下部分因长期浸泡在水中，除钢板被腐蚀，海水中的生物，如：贝类，海草等将附在船体上生长,使船体表面凹凸不平，大大增加了船体表面的粗糙度，阻力增加很大，这种现象称为污底。（4 ） 防治污底的措施：a.先在船体表面敷涂两遍防锈漆，然后再涂一两遍防污漆。B.污底的海船在淡水港内停泊数日再行出港。C.对于污底严重的船必须定期进坞清污，重新油漆。12. 减小摩擦阻力的方法：（1）减小湿表面积（2 ）边界层控制（3）改变船体周围的流动介质（4）仿生学研究（5）表面波纹和槽沟13. 船体摩擦阻力的计算步骤：
6、（1）计算船的使表面积（2）计算雷诺数 ,其中 V=为航速（m/s）L wl 是水线长（m） -水的运动粘性系数，如无特殊说明，对于实船取标准水温 的值。 （3）根据光滑平板摩擦阻力计算公式所处或由相应的表中查出摩擦阻=15力系数 。(4) 决定粗糙度补贴系数 的数值，目前我国一般取 （5）据 =0.4103算出摩擦阻力。=（ +）12214. 粘压阻力（形状 /旋涡） （1）成因：由粘性小号水质点的功能形成首尾压力而产生的阻力。 （2）粘压阻力明显增大时，通常有严重的界层分离和旋涡出现。15.粘压阻力特性;(1)后体形状影响最大，应满足以下两点：a. 船体后体长度 Lr，又称为去流段长度，应
7、满足。 b.船后体收缩缓和。4.08（2 ） 前体的影响:a.若船的前体过于肥短，粘压阻力将增大。b.船首舭涡是整个船体粘压阻力的一部分，舭涡的产生使船首底部形成低压区，不但使粘压阻力增大，而且造成了船体航行过程中的埋首现象，又会增加阻力。c.采用球鼻型首的船模的埋首和平行下沉较普通船首的船模有明显减小。16. 降低粘压阻力的船型要求（1 ）应注意船的后体形状：去流段长度满足 ；对于低速肥大型可满足4.08，同时，后体收缩要缓和。2.5（2 ）应避免船体曲率变化过大。（3 ）前体线型应适当注意。17. 确定粘性阻力的尾流测量法 （粘性阻力 或 粘性阻力 +破波阻力） （注：兴波阻力用波型分析法
8、）第三章1.船舶兴起的破浪分为两类;(1)在船舶驶过之后，留在船体后方并不断向外传播的波浪称为船行波。 （2）被船体兴起后很快就破碎的波浪，称为破波，并不以波浪的形式留在船后，它主要发生在肥大型船舶。2. 船行波的主要特征：（1 ）整个船行波可分为首尾两大波系，个由横波和散波组成。相应称为船首横波，船首散波，船尾横波，船尾散波。（2 ）整个船波系基本上集中在开尔文角所限定的扇形面范围内。(3)船首横波通常在船首柱略后处的波峰，而船尾横波则在尾柱略前处波谷开始（4 ）整个波系的各散波之间及散波与横波之间互不干扰。（5 ）船首尾横波在船尾部分互相混合，组成合成横波，因此通常在船尾及其后方所观察到的
9、 e 是两横波干扰后的合成波。（6 ）肩波：若船体型线的曲线在某处有突变，例如丰满船的前肩或后肩处，则该处的压力也会随之突变，以致产生一个明显的波系，称为肩波。注：肩波系的存在不但使兴波阻力增加，而且有可能产生不利兴波干扰。3.兴波干扰：由于实际船体兴波存在船首波系和船尾波系，且两种波系中的横波在船尾相遇而叠加，这种现象称为兴波干扰。4.不利干扰：5. 兴波长度：船首横波第一个波峰和船尾横波第一个波谷之间的距离。7. 减小兴波阻力的方法：（1）减小常规船兴波阻力的方法：a.选择合理的船型参数 b.设计良好的首尾形状 c.造成有利的波系干扰。d高速排水型艇安装消波水翼。（2 ）应用不同设计概念减
10、小兴波阻力：a.双体船和多体船设计概念，b.使船体抬出水面：滑行艇，水翼艇，气垫船等，c.船体下潜设计概念：半潜船+潜水船8. 破波阻力：在肥大船型船首附近的波浪破碎，使阻力有所增加，这部分增加的阻力称为破波阻力（本质上是一种兴波阻力，但不能由波形测量得到，可从尾流测量中获得）9. 船体粘性阻力 Rv：由粘性引起的耗散在主尾流区的能量而产生的阻力。破波阻力 Rwb：由波浪破碎耗散在次尾流区的能量而产生的阻力。第四章附加阻力1.附加阻力包括：附体阻力+空气阻力+ 汹涛阻力附体阻力的主要成分：摩擦阻力+粘压阻力确定附体阻力的方法：（1）应用已知资料或经验公式确定附体阻力（2 ）应用模型试验确定附体
11、阻力，空气阻力可通过试验方法来确定：（1）在风洞中做船舶水上部分的模型试验（2 ）将带有上层建筑的船模倒置在水中进行拖拽试验。第五章船模阻力试验1.船模试验法（1）主要任务：进行船体模型的拖拽，螺旋桨性能，自航及耐波性等试验（2 ）使用淡水（3）尺度主要由船模的大小和速度而定（ 4）由于试验是在保持 Fr 数相同的条件下进行的，所以船模的试验速度和缩尺比的平方成反比。 （5）拖曳船模方式：拖平式，重力式。 （6）拖平用途： a.拖曳船模保持一定方向和一定速度运动。b.安装各种测量和记录仪器，如：测量船模拖曳阻力的阻力仪，记录船模升沉和纵倾的仪器以及记录船模速度的光电测速仪等。2. 实现全相似的
12、条件（公式推导）（1 ） Fr 数相等 ， 2=2 2=2（2 ） Re 数相等 ，= 2=222()2（3 ）若 Fr，Re 同时相等，则 =()3/2假定 ，则有 Lm/Ls=1， Vs=Vm，这就意味着实船即船模，不现实。=因此，船模阻力试验是在保持 Fr 数不变的条件下进行的注：虽未能使 Re 数保持相等，但有要求：，必须在 以上，并且在首部 5%Lm 处安装激流装置。才能满足船模便捷= 2106层中的水处于紊流状态。船模阻力试验方法（待）船模和实船的阻力换算傅汝德换算法（二因次换算法）（1 ） 傅汝德假定 a.Rt:Rf=f1(Re),Rr=f2(Fr), Rt= f1(Re) +f
13、2(Fr)。b. 假定船体的摩擦阻力等于等速度，同长度，同湿表面积的光滑平板摩擦力。（2 ） 傅汝德法换算关系（公式推导）Rts=Rfs+Rrs Rrm=Rtm-RfmRts=Rfs+ = =3=+()3（3 ） 傅汝德法的不足之处：a.傅汝德把船体阻力分为互不相关的两个独立部分，一部分与重力或傅汝德数有关，另一部分仅与粘性或雷诺数有关，忽略了两者的相互影响，事实上，这种影响是存在的。b. 傅汝德将兴波阻力和粘压阻力这两种不同性质的阻力成分合并成剩余阻力，并认为符合傅汝德比较定律，在理论上是不恰当的。C.船体形状是相当复杂的三因次物体，其周围流动情况与平板相比显然有一定差别。推进部分第二章 螺
14、旋桨的几何特征1.等螺距螺旋面：母线运动形成的曲面名称2.螺距 P：母线绕行一周在轴向前进的距离，用 P 表示。3.螺距比：面螺距 P 与直径 D 之比，P/D 称为螺距比。4.叶切面或叶剖面:与螺旋桨共轴的圆柱面和桨叶相截所得的截面称为桨叶的切面，简称叶切面。 （形状：弓形，梭形，机翼形，月牙形）对于系列螺旋桨一般都是向后倾斜的，其目的在于增大桨叶与尾框架或船体间的间隙，以减小螺旋桨诱导的船体振动，但纵斜不宜过大（一般小于 15 度）否则螺旋桨在操作时因离心力而增大，叶根处的弯曲应力，对桨叶强度不利。7.桨叶的侧斜方向一般与螺旋桨的转向相反，合理选择桨叶的侧斜可明显减缓螺旋桨诱导的船体振动。8.桨毂直径（简称毂径）：指辐射参考线与桨毂表面相交处( 略去叶根处的填角料)至轴线的距离的两倍，以 d 表示。9.毂径比：毂径的 d 与螺旋桨直径 D 的比值 d/D10.螺旋桨桨叶的展开面积和伸张面积极为接近，故均可称为叶面积。而伸张面积和展开面积比均可称为盘面比或叶面比。
