发布时间 : 星期四 文章船舶阻力更新完毕开始阅读
五、计算题（每小题 10 分，共 20 分）
1. 已知某内河船船模长4m，湿面积4.6m2，缩尺比α=36，在试验水池中速度为1.8m/s时测得总阻力为3.6kgf，求：实船相应航速、总阻力、有效马力（摩擦阻力按1957ITTC公式；不考虑粗糙度补贴，ν=1.3064*10-6m2/s，ρ=999.63kg/m）
解：傅如德换算关系：Rts=Rfs+（Rtm-Rfm）α3 Vs=α0.5Vm=6*1.8=10.8m/s Ss=Sm*α2=4.6*36*36=5961.6 Re=VL/v Res=VsLs/v=10.8*100*10-6/1.3064=8.267*108 Rem=VmLm/v=1.8*4*10-6/1.3064=5.511*106 Cfs=0.075/（lgRe-2）2 = 0.001567
2
Cfm=0.075/（lgRe-2）= 0.003336 Rfs= Cfs 0.5ρSsVs2=0.0016*0.5*2875*999.63*116.64=268172.7N Rfm= Cfm 0.5ρSmVm2=0.003336*0.5*4.6*999.63*3.24=24.85N Rts=Rfs +（Rtm-Rfm）α3=268172.7+（3.6*9.8-24.85）α3
=268172.7+162968.8=431141.5N=43994kg Pe=V*T/75=10.8*35666/75=6335hp
3. 现欲设计一新船，L=112m，△=6850吨，试用海军系数法求该新船在航速11节时的有效功率。（母型船：L=115m，B=15.6m，T=5.5m ，Cp=0.735， ▽=7104m3， △= 7325吨，航速12节时的有效功率为900 kW）
?23V3Ce?Pe 解：
33?203V03?21V1?Ce1?Ce0Pe0 即 Pe1685023?113732523?123?P900e1则
计算得
Pe2?662.93 kW
m，宽B=28m，吃水T=11m，排水量?=39780t，
4. 某海船水线长
CmLWL?175=0.986，试用P理论法校验当航速v=18.3kn时，兴波阻力处于第几峰点或谷
??39780???0.72LBT?LBT1.025?175?28?11
点？
解：
CB?CP?CBCm?0.720.986?0.73
p??CPL?vgCPL2??18.3?0.51449.8?0.73?1752??0.666
处于第3峰点。
2. 已知某内河船船模长4m，湿面积4.6m2，缩尺比α=25，在试验水池中速度为1.8m/s时测得总阻力为3.6kgf，求：实船相应航速、总阻力、有效马力（摩擦阻力按1957ITTC公式；不考虑粗糙度补贴，ν=1.3064*10-6m2/s，ρ=999.63kg/m）
解：傅如德换算关系：Rts=Rfs+（Rtm-Rfm）α3 Vs=α0.5Vm=5*1.8=9m/s Ss=Sm*α2=4.6*25*25=2875 Re=VL/v Res=VsLs/v=9*100*10-6/1.3064=6.889*108 Rem=VmLm/v=1.8*4*10-6/1.3064=5.511*106 Cfs=0.075/（lgRe-2）2 = 0.001604
2
Cfm=0.075/（lgRe-2）= 0.003336 Rfs= Cfs 0.5ρSsVs2=0.0016*0.5*2875*999.63*81=186558.8N Rfm= Cfm 0.5ρSmVm2=0.003336*0.5*4.6*999.63*3.24=24.85N Rts=Rfs +（Rtm-Rfm）α3=186558.8+（3.6*9.8-24.85）α3 =186558.8+162968.8=349527.6N=35666kg Pe=V*T/75=9*35666/75=4280hp
6. 某单桨海上运输船，其水线长L=175m，吃水T=5.6m，B=18m，方形系数CB=0.62，速度模试验，测得
Vs?12节，湿表面积S?5723m2，以??25的缩尺比进行船
，试用1957ITTC公式计算
RtsCtm?3.725?10?3。（取t?15℃，
v=1.18831×10-6，
Cf?0.075(lgRe?2)2）
解：（1）计算Re
Res?vsLs??12?0.5144?1758?9.09?101.18831?10?6
vm?vs??1225?2.4kn
Lm?Ls175?7??25m
Rem?vmLm??2.4?0.5144?76?7.27?101.18831?10?6
（2）计算
Cf
Cfs?0.0750.075?3??1.549?10(lgRes?2)2[lg(9.09?108)?2]2 0.0750.075??3.173?10?3262(lgRem?2)[lg(7.27?10)?2]
CtsCfm?（3）计算
Cts?Cfs?(Ctm?Cfm)??Cf?1.549?10?3?(3.725?10?3?3.173?10?3)?0.4?10?3 ?2.501?10?3
（4）计算
Rts
1Rts?Cts??v2S2
?2.501?10?3?0.5?1.025?103?(12?0.5144)2?5723
?28521.32（kgf）
12. 现欲设计一新船，L=112m，△=6850吨，试用海军系数法求该新船在
航速10节时的有效功率。（母型船：L=115m，B=15.6m，T=5.5m ，Cp=0.735， ▽
3
=7104m， △= 7325吨，航速12节时的有效功率为900 kW）
?23V3Ce?Pe 解：
33?203V03?21V1?Ce1?Ce0PPe0 e1 即
685023?103732523?123?Pe1900则
计算得
Pe2?497.74 kW
六、论述题（每小题 10 分）
1. 如何利用P理论预测船舶兴波干扰。 答：兴波长度可以表示为：
3mL?CPL??4 又? mL?(n?q)?
?
CPL??(n?q)?34
故对应于有利干扰和不利干扰分别为：
CPL?n?1q?0.5?4 当时，有利干扰：
CPL?n?3q?0?4 当时，不利干扰： P 定义为船速v与波长为CPL的波速之比，即
vg?2?P?
可得对应于波阻峰点和波阻谷点的P 值分别为：
?1(n?3)4?4,4/5,4/9,4/13,?gCPL2??gCPL2???CPL 波阻峰点： P
1
=2.00，0.895，0.666，0.556，…
?(n?1)4?4/3,4/7,4/11,4/15,?波阻谷点： P
=1.15，0.756，0.604，0.517，… 一般情况下，根据所设计船的参数v、Cp和L可以计算得到相应的P 值，以此判别该船是处于有利干扰或不利干扰。
2. 试述船模阻力试验中，影响试验结果的因素有哪些？
答： 船模试验结果表明：几何相似的船模在不同的水池中所得试验结果往往并不一致；缩尺比不同的船模在同一水池的试验结果也不相同，从而使换算得到的实船阻力亦将不同，其主要原因为：
（1）试验本身的一些影响因素
① 试验假设所引起的误差，这方面的误差是不可避免的； ② 试验本身所引起的误差，如水池壁面的干扰等 （2）尺度效应
尺度效应问题，即船模尺度不同引起试验结果的不一致。因为船模试验并不满足雷诺数相等的条件，不同尺度的船模由于雷诺数不同，将导致其边
界层的流动状态有所不同，边界层的相对厚度也不同。
此外，船模的曲率不同亦影响到边界层的厚度及速度分布。所有这些原因都会影响到船模的摩擦阻力。根据实际分析，边界层流态不同是尺度效应的主要因素。
5. 试述宽度吃水比对船舶总阻力的影响。 答：B/T的几何意义是表征船体的扁平程度。
（1）对摩擦阻力的影响：讨论宽度吃水比对摩擦阻力的影响，亦即讨论宽度吃水比变化对湿面积的影响。根据试验资料可知，宽度吃水比的变化对湿面
积的影响很小，所以B/T对摩擦阻力的影响很小。
（2）对剩余阻力的影响：要看B和T分别影响的大小而定。一般认为船宽增大时，船体的散波波高增大；吃水增加时，横波的波高增大。而改变B/T是有两者相反变化而得。因此两者对兴波得影响，反映在剩余阻力有相反得影响。