1、方法分类:直接近似估算总阻力或有效功率按内容 估算Rr,用平板公式计算Rf图谱按表达回归公式母型船数据估算法按资料来源 船模系列资料估算法依据归纳船模和实船资料估算法,第九章 阻力近似估算方法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法,9.1 应用船模系列试验资料估算阻力 一、泰洛(Taylor)法泰洛盖脱勒法(盖脱勒整理修正)1、泰勒法图谱和参数范围(1)Cr 图谱 Cr=f 1(B/T,Cp,/L3 ,Fr)B/T,Cp一定,上式为:Cr=f2(/L3 ,Fr)图谱形式: 对每一组B/T,以每一Cp给出一张图谱,第九章 阻力近似估算方法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法应用船模系列试验资料估算阻力,9
2、.1 应用船模系列试验资料估算阻力,船舶阻力第九章阻力近似估算方法应用船模系列试验资料估算阻力,9.1 应用船模系列试验资料估算阻力,船舶阻力第九章阻力近似估算方法应用船模系列试验资料估算阻力,9.1 应用船模系列试验资料估算阻力,船舶阻力第九章阻力近似估算方法应用船模系列试验资料估算阻力,(2)无量纲湿面积系数Cs图谱Cs = f3(B/T,Cp,/L3 )B/T一定, Cs=f4(Cp,/L3 )Cs 图谱形式:每一组B/T给一张图谱 S=Cs( /L )0.5,9.1 应用船模系列试验资料估算阻力,船舶阻力第九章阻力近似估算方法应用船模系列试验资料估算阻力,9.1 应用船模系列试验资料估
3、算阻力,船舶阻力第九章阻力近似估算方法应用船模系列试验资料估算阻力,(3)适用参数范围B/T=2.25,L/B=5.014.5,Cb=0.440.80,Cp=0.480.86B/T=3.00,L/B=4.615.1,Cb=0.440.74,Cp=0.480.80B/T=3.75,L/B=4.013.4,Cb=0.440.80,Cp=0.480.862、泰勒法阻力估算的具体步骤 (1)计算 :B/T,Cp,/L3 和Fr (2)求Cs有型线图 计算S 计算Cs = S /( /L )0.5无型线图 查Cs图谱 插值计算得Cs (3)求Cf 桑海 Cf=0.4631/(lgRe)2.6 Cf=0.
4、4X10-3,9.1 应用船模系列试验资料估算阻力,船舶阻力第九章阻力近似估算方法应用船模系列试验资料估算阻力,(4)求Cr由B/T,Cp,/L3 、Fr选Cr 图谱 内插得Cr如实船Cs 与标准船Cs不同,Cr须修正Cr =Cr*Cs/Cs (5)计算Rts及有效功率Pe值 Cts=Cr+Cf+ Cf Rts=Cts*0.5v 2S (N) Pe=Rts v/1000 (kw) 不同V重复上述计算v-Pe曲线 母型巡洋舰适用航速较高船型较瘦(双桨)普通货船结果偏低,9.1 应用船模系列试验资料估算阻力,船舶阻力第九章阻力近似估算方法应用船模系列试验资料估算阻力,二、陶德(Todd)法(系列6
5、0) 系列60 阻力性能好 一般结果偏低民用船标准船型 单桨运输船 1、系数范围 Lbp/B=0.658.5 B/T=2.53.5 Cb=0.600.80 Vs/(Lwl)2=0.41.0相应 Fr=0.120.3*英制单位 英尺(ft)、英吨、磅(lbf),船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,2、Rr/图谱(英制单位),船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,3、估算方法: (1)求S 湿面积系数图谱 (2)求Rr/ Rr/图谱 (3)求Rf/S 诺模图(桑海公式、Cf=0.4x10-3) (4)求总阻力 Rt=( Rr/ ) + (Rf/S)S (5)Xc与标准最佳
6、Xc不同时另行修正 4、系列60线性回归公式,9.2 归纳实船和船模资料分析估算法 一、艾亚(Ayre)法(爱尔法)适用:中、低速商船(包括正常尺度的海洋拖轮)单位:公制有效功率包含单桨货船常规附体、空气阻力(约占Rt 8%)对双桨船阻力和上层建筑过大者需另行修正船型比较老,近代肥大型船舶误差大1、艾亚法基本思想标准船型有效功率;设计船标准船比较逐项修正,9.2 归纳实船和船模资料分析估算法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法归纳实船和船模资料分析估算法,(1)标准Cbc单桨船 Cbc=1.08-1.68Fr 双桨船 Cbc=1.09-1.68Fr(2)标准B/T=2.0 (3)标准Xc,表9-3
7、(4)标准Lwl=1.025Lbp(5)功率 Pe= 0.735 0.64 Vs 2 /C0 (kw) 吨、Vs 节C0 系数,9.2 归纳实船和船模资料分析估算法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法归纳实船和船模资料分析估算法,9.2 归纳实船和船模资料分析估算法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法归纳实船和船模资料分析估算法,2、艾亚法估算阻力的步骤 (1)根据Fr或V/(L)0.5及L/ 1/3 查标准型船的C0 (2)根据Fr或V/(L)0.5 查表 Cbc和xc(3)修正i . Cb修正CbCbc 1= -3CbCo(Cb-Cbc)/CbcCbCbc 1=Co Kbc% ii. B/T修正
8、2= -10Cb(B/T-2)% x C1C2=C1+ 2=Co+ 1 + 2,9.2 归纳实船和船模资料分析估算法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法归纳实船和船模资料分析估算法,iii.xc的修正 3=C2 KXc% C3=C2+ 3=Co+ 1 + 2 + 3*注意: 当CbCbc时, 1 和 3不累计3 1, 则3=03 1, 则将3- 1 则作为对xc的修正iv. Lwl的修正 4=C3(Lwl-1.025Lbp)/1.025LbpC4=C3+ 4=Co+ 1 + 2 + 3 + 44、设计船有效功率Pe= 0.735 0.64Vs 3/C4 (kw)裸船体有效功率 Peb= Pe/1.
9、085、计算实例,9.2 归纳实船和船模资料分析估算法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法归纳实船和船模资料分析估算法,船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,二、兰泼-凯勒(Lan-Keller)法单桨民用船 1、Cf桑海公式Cf根据船长选。表3-3、P55 2、Cr (1)由Cp和xc 查图确定图谱 (2)根据vs/(CpL)2 查图谱得Cr S/Am,船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,(3) 如果Cp0.8,且L/B6.5修正 Cr S/Am增加一百分数(图9-7),船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,
10、(4)计算CrRrRt (5)B/T2.4 修正Rt=10(B/T-2.4)0.5%Rt2.4B/T3.0 取正;其他取负总阻力=Rt+ Rt,9.3 母型船数据估算法 一、海军常数法 1、对Rf=0.5v 2S Cf(Re)的近似处理 (1)形状相似船,S 2/3 (2)形状相似、大小、速度略等的船,Re相近,故取 Cf(Re)为常数 (3)结果 两船摩擦阻力: Rf 2/3 v 22、对Rr=0.5v 2S Cr(Fr)的近似处理 (1)形状相似船,S 2/3 (2)低速或Fr相近时,取 Cr(Fr)为常数 (3)结果 两船剩余阻力: Rr 2/3 V 2,9.3 母型船数据估算法,船舶阻
11、力第九章阻力近似估算方法母型船数据估算法,3、总阻力和有效功率Rt=Rf+Rr 2/3 V2Pe =Rt*V 2/3 V3 Ce= 2/3 V3 /Pe 海军系数4、应用形状相似、大小、速度略等的船,海军系数Ce大致相等利用母型船资料求Ce求设计船Pe= 2/3 V3 /Ce,9.3 母型船数据估算法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法母型船数据估算法,5、海军系数Cm和CeCm = 2/3 V3 /Pm 用机器功率Pm代替Pe(因为同类船Pe和Pm之比大致为一常数)估算设计船有效马力 Pm= 2/3 V3 /Cm Ce阻力性能Ce= 2/3 V3 /Pe 2/3 V3 /Rt 1/Ct Cm综合
12、性能Cm= 2/3 V3 /Pm =2/3 V3 /(Pe/) /Ct 反映快速性(Cm大快速性好),9.3 母型船数据估算法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法母型船数据估算法,二、引伸比较定律法形似船尺度比:L2 / L1=( 2 / 1 )1/3 尺度差异不大应用比较定律相应速度(Fr1=Fr2):V2/V1=( L2 / L1)1/2 = ( 2 / 1 )1/6 则有:Rt2 / Rt1= 2 / 1Rt=Rf+Rr 2/3 V2 ;V 1/6 ; Rt 2/3 1/3 = Pe2 / Pe1 = Rt2V2/Rt1V1 =( 2 / 1 )7/6 若推进系数相同, Pm2 / Pm1
13、= ( 2 / 1 )7/6应用: 母型船V-P曲线设计船V2计算母型船相应速度V1=V2( 2 / 1 )1/6查母型船V-P曲线上V1时P1值 P2=P1( 2 / 1 )7/6 设计船V2时的功率,9.3 母型船数据估算法,船舶阻力第九章阻力近似估算方法母型船数据估算法,船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,三、基尔斯修正母型船剩余阻力法 1、思想: 新船与母型船相似相应速度时,Cr相等; 新船较母型船有变化相同Fr时,剩余阻力为Cr2和Cr1修正系数 K=Cr2/Cr1根据与母型船形状相近的船模系列实验给出K曲线 Cf平板公式Ct 2=Cf 2+Cr2 2、修正系数K (1
14、)基准Cr0泰洛标准阻船模 Cr0(Cp=0.65,L/ 1/3 =8.0,B/T=3.0),船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,(2)修正曲线Cp 修正 K1=Cr / Cro( Cp=0.65 )= f1(Cp)当 L/ 1/3 =8.0,B/T=3.0 时 L/ 1/3 修正 K2=Cr / Cro( L/ 1/3 =8.0 )= f 2( L/ 1/3 )当 Cp =0.65,B/T=3.0 时 B/T 修正 K2=Cr /
15、 Cro( B/T=3.0 )= f3( B/T=3.0)当 Cp =0.65, L/ 1/3 =8.0时 (3)应用 若新船Cp、 L/ 1/3、B/T与母型船不同时K=(K1d / K1p)(K2d / K2p)(K3d / k3p)Kd设计船修正值 ; Kp母型船修正值 *单位 L 米; 吨,船舶阻力与推进(阻力) 第九章 阻力近似估算方法,3、例Fr=0.2,Cpo=0.73;Cp=0.777,其他参数不变, 问:设计船比母型船Cr增加多少? 解:查图9-8 K1d=1.6,K1p=1.4K=K1d / K1p=1.14Cr增加14%,1、某船L=115m,B=15.6m,T=5.5m ,Cp=0.735, =7104m 3, = 7325吨,S=2500 m 2 ,试用泰洛法估算其在12节时的总阻力和有效功率。2、某船L=115m,B=15.6m,T=5.5m, =7104m 3, = 7325吨, Cp=0.735,Xc=1%舯前,试用艾亚法估算其在12节时的总阻力和有效功率。3、以题1或题2中船舶为母型,设计一新船,L=110m,=6800吨, (1)问该新船在航速11节时有效功率;(2)该题是否可以直接运用引伸比较定律,为什么?结果是多少?4、试说明利用基尔斯修正法,估算船舶阻力的方法。,思考与作业题:,