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船舶缩尺模型实验报告1. 实验目的本实验旨在通过船舶缩尺模型的实验，研究船舶在不同条件下的运动特性，对船舶设计和改进提供参考。
2. 实验器材和原理2.1 实验器材本实验使用的器材如下：- 船舶缩尺模型- 水槽- 测力传感器- 测速器- 控制器2.2 实验原理通过在水槽中放置船舶缩尺模型，利用控制器，可以模拟不同的航行条件，如不同的速度、载重等。
通过测量船舶在不同条件下的运动特性，可以进一步分析其稳定性、操纵性等。
3. 实验步骤3.1 准备工作将水槽填满水，并确保水槽底部平整。
将船舶缩尺模型放置在水槽中心位置，并进行固定。
3.2 实验设置根据实验目的，设置不同的实验条件，如速度、载重等。
通过控制器，调节相应参数，并记录下设置值。
3.3 测量数据启动控制器，让船舶缩尺模型开始运动。
在运动过程中利用测力传感器记录船舶所受到的力的大小，并利用测速器记录它的速度。
同时，还可以观察船舶在水中的运动轨迹和姿态。
3.4 数据记录和分析根据测得的力的大小和速度，可以计算船舶的阻力系数和推进系数，并绘制曲线图。
同时，可以根据观察到的运动轨迹和姿态，分析船舶的稳定性和操纵性。
4. 实验结果根据实验步骤中得到的数据，我们得到了如下结果：1. 不同速度下，船舶的阻力系数随速度变化的曲线图；2. 不同载重下，船舶的推进系数随载重变化的曲线图；3. 船舶在不同载重和速度条件下的运动轨迹和姿态。
5. 结论根据实验结果，我们可以得出如下结论：1. 船舶的阻力系数和推进系数随着速度和载重的变化而变化；2. 船舶在不同载重和速度条件下的稳定性和操纵性不同。
6. 实验总结通过本次实验，我们利用船舶缩尺模型研究了船舶在不同条件下的运动特性。
实验结果对船舶设计和改进提供了有益的参考。
在今后的工作中，我们将进一步探索不同条件下船舶的运动规律，并进行进一步的数值分析和模拟研究。
参考文献（参考文献根据实际情况填写）1. XXXX2. XXXX3. XXXX。
第六章 船模自航试验及实船性能预估为了获得螺旋桨与船体之间的相互作用诸因素，如伴流分数、推力减额分数以及其他相互作用系数，应进行三种试验：船模阻力试验、螺旋桨敞水试验及有附体的船模自航试验。
船模自航试验是分析研究各种推进效率成分的重要手段。
对于给定的船舶来说，通过自航试验应解决两个问题：① 预估实船性能，即给出主机马力、转速和船速之间的关系，从而给出实船的预估航速，验证设计的船舶是否满足任务书中所要求的航速。
② 判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。
如果配合不佳，则需考虑重新设计螺旋桨。
此外，根据实船试航结果与相应的船模自航试验数据，可以进行船模及实船的相关分析，积累资料以便改进换算办法，使船模试验预报实船的性能更正确可靠。
§ 6-1 自航试验的相似条件及摩擦阻力修正值一、相似定律在船模阻力试验时，我们只满足了傅氏数相同的条件，对于船模的雷诺数只要求超过临界数值。
因此，mm ss g g L V L V =上式中，下标带m 者表示模型数值，带s 者表示实船数值(以下相同)。
在螺旋桨敞水试验时，只满足进速系数相同的条件，对于螺旋桨模型的雷诺数也只要求超过临界数值，因此，mm Am s s As D n VD n V = 在进行船模的自航试验时，两者都要求满足，根据几何相似，有：λD DL L ==ms m s 则满足傅氏数相等时有： λV V /s m = (6-1)满足进速系数相等时有：λn V n V mAms As = 由于 ()s s As 1V ωV -=，()m m Am 1V ωV -= 故()()λn Vωn Vωmmmsss11-=-或 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=s ms m 11ωω λn n 假定伴流无尺度作用，则m s ωω=，因此，可得：λn n s m = (6-2)(6-1)及(6-2)两式是船模自航试验应满足相似定律的条件，由于船后螺旋桨满足了进速系数相等的条件，因此在不考虑尺度作用的情况下，螺旋桨实桨及其模型在推力、转矩及收到马力方面存在下列关系：⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫===5.3ms Dm Ds 4ms m s 3ms ms λρρP P λρρQ Q λρρT T (6-3)(6-3)式只对螺旋桨说来是正确的，但自航试验是把螺旋桨与船体联系起来统盘考虑的。
船模的原理船模的原理是通过模拟真实船只的运动和水动力学原理，对船舶的运动特性、稳定性和操纵性进行分析和实验。
船模试验是海洋工程、船舶设计和航行安全等领域的重要研究手段之一，可用于验证理论计算结果、优化船体设计、评估船舶性能以及研究船舶与海洋环境的相互作用。
船模试验的原理基于流体力学和运动学原理。
在船模试验中，将实际船舶的形状等比例地缩小，制作成船模，并将船模放置在水槽或水池中进行试验。
通过受力传递原理，船模受到水流的作用，会产生各种水动力效应，如阻力、抗侧力、抗扭力等。
通过测量这些效应，可以得到对应的数据，进而分析船体的性能。
船模的试验主要分为自由航行试验和受控试验两种。
自由航行试验是指船模在水中自由行驶，模拟实船的航行状态。
受控试验是指通过在水槽中设置相应的控制装置，控制船模的姿态和运动状态，模拟特定的操作和海洋环境条件。
不同类型的试验可以根据具体需要进行选择。
船模试验所揭示的原理包括以下几个方面：1. 水动力学效应：船模试验通过测量水动力学效应，如阻力、推力、升力、侧力等，来了解不同船体形状、尺寸和运动条件下的水动力学特性。
通过这些数据，可以评估船舶的性能，并为船舶设计和改进提供依据。
2. 运动学特性：船模试验可以测量船模在不同操作和海洋环境条件下的运动特性，如航行稳定性、加速度、姿态角等。
这些数据对船舶操纵和航行安全具有重要意义，能够为船舶设计提供指导。
3. 流场分析：船模试验可以通过测量船模周围的流体运动状态，如流速、流向、流线等，来研究船体和海洋环境的相互作用。
这对于理解海洋波浪、水流等环境条件对船舶运动的影响，以及船舶的涨落和姿态稳定性具有重要意义。
4. 操纵性能：船模试验可以模拟船舶在各种操作和操纵条件下的性能，如转向灵活性、加减速响应、停泊和锚泊操作等。
这对于评估船舶的操纵性能、优化船舶设计和指导船舶操作具有重要意义。
船模试验不仅可以提供直观的实验数据，还可以辅助理论计算和数值模拟。
大连理工大学网络教育学院《船模性能实验》实验报告
实验1：船模阻力实验
一、实验知识考察
1、简述水面船舶模型阻力实验相似准则。
（1）由阻力相似定律可知：如果船模和实船能实现全相似，即船模和实船同时滿足Re和Fr数相等，则可由船模试验结果直接获得实船的总阻力系
数，实船的总阻力也可精确确定。
但是船模和实船同时滿足Re和Fr数
相等的所谓全相似条件实际上是难以实现的。
船模与实船保持几何相
似。
（2）船模实验的雷诺数达到临界雷诺数以上。
（3）船模与实船傅汝德数相等。
2、船模阻力实验结果换算方法有哪些？
常用的船模阻力试验结果换算方法有两种,即二因次方法和三因次方法.
二因次方法亦称傅汝德方法;三因次方法(也称1+K法)为1978年ITTC性能委员会推荐的换算方法.
二、实验后思考题二、实验后思考题
1、船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么？
常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。
这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。
2、实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？
实船船体表面比较粗糙，故实船摩擦阻力为粗糙度补贴系数，按不同船长选取。
1。
大工春《船模性能实验》实验分析报告doc大工春《船模性能实验》实验报告doc作者: 日期:姓名：__________________________报名编号：_______________________学习中心：_______________________层次：__________________________专业：__________________________实验1:船模阻力实验一、实验知识考察1、简述水面船舶模型阻力实验相似准则。
答：由阻力相似定律可知：如果船模和实船能实现全相似，即船模和实船同时滿足Re和Fr数相等，则可由船模试验结果直接获得实船的总阻力系数，实船的总阻力也可精确确定。
但是船模和实船同时滿足Re和Fr数相等的所谓全相似条件实际上是难以实现的。
船摸与实船保持几何相似；船模试验的雷诺数Re达到临界雷诺数以上；船摸与实船傅汝德数相等。
2、船模阻力实验结果换算方法有哪些？答：常用的船模阻力试验结果换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法?二因次方法亦称傅汝德方法；三因次方法（也称1+K法）为1978年ITTC性能委员会推荐的换算方法?这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。
二、实验后思考题1、船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么？答：常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。
这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。
2、实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？答:实船船体表面比较粗糙，故实船摩擦阻力为其中为粗糙度补贴系数，按不同船长选取。
实验2:螺旋桨敞水实验一、实验知识考察1、简述螺旋桨模型敞水实验必须满足的条件。
答：根据敞水试验相似定理的讨论，螺旋桨模型敞水试验必须满足以下条件：亏1) 几何相似；2) 螺旋桨模型有足够的浸深(傅汝德数可不考虑);为了消除自由表面对螺旋桨水动力性影响，桨模的浸深一般应满足hs>=(0.625-1.0)Dmhs为桨轴中心线距水表面的距离(m), D m为桨模直径。
《船模性能实验》实验报告学习中心：层次：专业：学号：学生：完成日期：实验报告一一、实验名称：船模阻力实验二、实验目的：主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。
其具体目标包括：（1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性能的优劣。
（2）确定设计船舶的阻力性能对具体设计的船舶，通过船模阻力实验，计算实船的有效功率，供设计推进器使用。
（3）预报实船性能船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。
（4）系列船模实验为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。
此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。
（5）研究各种阻力成分实验为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门的实验。
（6）附体阻力实验目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附体对阻力的影响。
（7）流线实验在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。
（8）航行状态的研究在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。
三、实验原理：1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。
（1）船模和实船保持几何相似；（2）船模实验的雷诺数e R 达到临界雷诺数以上；（3）船模和实船傅汝德数相等。
2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。
1）安装激流丝：用1=Φmm 金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层中产生紊流。
2）称重工作：准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。
3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。
二因次方法亦称傅汝德方法；三因此方法为1978年ITTC 性能委员会推荐的换算方法。
4．简述傅汝德假定的内容，并写出傅汝德换算关系式。
傅汝德假定：①假定船体的总阻力可以分为独立的两部分，一为摩擦阻力f R ，只和雷诺数有关，另一个为粘压阻力pv R 和兴波阻力w R 合并后的剩余阻力r R ，只和傅汝德数有关，且适用比较定律。
②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。
因此，可以用平板摩擦阻力公式计算船体的摩擦阻力，通常称为相当平板摩擦 傅汝德换算关系：3)(αρρm s fm tm fs ts R R R R -+= 四、实验内容：（一）填写实验主要设备表 名称 说明拖曳水池水池狭而长，配置有拖动设备和测量仪器，以测得船模在不同速度下的阻力值。
实验池的水采用淡水，船池尺度决定了船模大小和速度。
大连理工大学船模试验水池长160m ，宽7 m ，水深3.7 m 。
拖车速度0~8m/s,速度精度±1 mm/s 。
配有摇板式规则波造波机。
拖车拖车是在沿水池两旁轨道上行驶的。
拖车的用途是拖曳实验船模，并使船模保持一定的方向和一定的速度运动。
其次在拖车上要安装测量和记录仪器。
拖车的主要技术指标是速度范围和速度精度。
水面电测阻力仪水面电测阻力仪简称电测阻力仪，是用在水池实验中测量船模阻力。
阻力仪通常是应变式的传感器。
阻力仪要求性能稳定，灵敏度高，具有良好的线性和重复性。
根据实验要求选择相应的量程，可提高测量精度。
（二）实验步骤：（一）船模阻力实验准备（1）船模制作：船模缩尺比依据水池的长度和航速决定的，船模线型要和实船保持几何相似，表面必须光洁，满足一定的加工精度。
船模使用的材料通常是木模，木模不易变形，蜡模成本低。
（2）安装激流丝：用1=Φmm 金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层中产生紊流。
（3）画水线：按首尾吃水、平均吃水画水线。
（4）称重工作：准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。
（5）调整压载的位置：使船模没有横倾，首尾吃水满足规定要求。
（6）安装导航装置：使船模纵中剖面和前进方向一致，纵向和垂向运动不受匀速。
（7）拖点（浮心位置）（8）最后将船模安装在拖车上。
（二）船模阻力实验数据测量（1）船模速度测量：（a ）根据实船设计航速，确定最高航速，通常比设计航速高2节。
（b ）根据实船长度、速度范围和模型尺度按r F 数相等的原则，确定船模实验速度范围。
（c ）在不同航速下进行拖曳实验。
待拖车速度达到稳定匀速时即可进行速度和阻力记录。
拖车速度就是船模速度，速度是用数字编码器（光栅盘）测量的。
（2）船模阻力测量：（a ）阻力测量和速度记录同时进行。
船模阻力由专门的阻力仪测量。
阻力仪有机械式和电测式两类。
（b ）电测阻力仪输出电压信号，所以使用前要进行标定，确定标定系数。
阻力值=测得的电压值*标定系数。
测量前要调零。
五、问题和思考：1．船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么？答：常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。
这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。
2．实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？答：实船船体表面比较粗糙，故实船摩擦阻力为其中为粗糙度补贴系数，按不同船长选取。
实验报告二一、实验名称：螺旋桨敞水实验二、实验目的：测定单独螺旋桨工作时的特性，通常包括桨的推力系数、扭矩系数和敞水效率。
三、实验原理：1．什么叫螺旋桨敞水实验？螺旋桨敞水实验可以在哪里进行？螺旋桨模型单独地在均匀水流中的实验称为敞水实验，实验可以在船模实验池、循环水槽或空泡水筒中进行。
2．简述螺旋桨模型敞水实验必须满足的条件。
从理论上讲，螺旋桨模型实验必须满足全相似条件、扭矩系数和敞水效率和实桨的相等。
实际上，模型实验时无法满足全相似条件。
螺旋桨模型敞水实验必须满足以下条件：（1）几何相似；（2）螺旋桨模型有足够的浸深（傅汝德数可不考虑）；（3）实验时雷诺数应大于临界雷诺数，e R =510*3.0(ν2nD R e =)（4）进速系数相等。
3．写出螺旋桨进速系数的公式，及公式中各符号代表的含义。
进速系数 D n V J a p ⋅= a V ：拖车速度 n ：桨转速 D ：螺旋桨直径4．简述螺旋桨敞水性征曲线的概念及其意义。
推力系数T K ，转矩系数Q K 及敞水系数0η对进速系数J 的曲线称为螺旋桨的性征曲线。
我们讨论的是孤立螺旋桨的性能，所以称为螺旋桨敞水性征曲线。
它表示了螺旋桨在任意工作情况下的全面性能。
四、实验内容：（一）填写实验主要设备表 名称 说明敞水动力仪（H29-1） 敞水动力仪是敞水实验的专用设备。
它包括自航动力仪、光栅编码器（测速发电机）、驱动电机及传动机构。
敞水动力仪功能是测量安装在轴上的桨模的转速、推力和扭矩。
1.敞水实验准备（1）桨模制作：敞水桨模直径为0.2-0.3m ，通常用巴氏合金、铜合金、不锈钢或铝等合金。
桨模精度在0.05mm ；（2）将敞水动力仪固定在水池拖车上，预先应进行校验和标定；（3）将桨模安装在敞水动力仪上，叶背向前，浸没深度大于桨径。
2.敞水实验程序（1）零航速敞水实验，按预定转速开动敞水动力仪，测t T ，t Q（2）按预定转速开动敞水动力仪，同时开动拖车，使螺旋桨进速系数达到预定值。
（3）当拖车速度稳定时，记录拖车速度a V ，桨转速n ，推力t T ，扭矩t Q ，完成一进速的实验。
（4）系列变化拖车速度，完成全部实验内容，注意各次之间应有足够的等水时间。
（5）用尺寸、重量相近的假毂代替桨模，重复上述实验，测得敞水动力仪自身的推力s T ，扭矩s Q ，用以进行修正。
（6）扭矩修正值，测的s Q 是尾轴摩擦损失，和转速有关。
螺旋桨吸收的净扭矩s t Q Q Q -=（7）推力修正值。
桨轴和桨毂横剖面上受到水的阻力，抵消了一部分桨叶发出的推力，其大小和桨前进速度有关。
s t T T T +=五、实验数据处理：螺旋桨敞水试验中，测得推力T=62.2N ，扭矩Q=24.4N ·m ，水的密度ρ=1.0310⨯kg/3m ，螺旋桨的转速n=14r/s, 螺旋桨直径D=0.202m ，拖车速度a V =2.08m/s 。
试求出推力系数、扭矩系数、敞水效率、进速系数。
解：由公式：推力系数 42D n T K T ⋅=ρ 得：K T =0.191 扭矩系数 52D n Q K Q ⋅=ρ 得：K Q =0.370 敞水效率 Q T p K K J ⋅=πη20 得： η0=0.0308 进速系数 Dn V J a p ⋅= 得：J p =0.736 实验报告三一、实验名称：船模摇荡实验二、实验目的：①确定待设计或已建造船舶的耐波性,判断是否满足使用要求。
②寻找，评价减摇措施，或者优良船型。
③测定水动力系数，供理论计算及机理研究。
④测定其载荷加速度，供结构和强度使用，砰击还和振动有关，某些设备（如电子侦查设备，水面发射武器等）要求。
三、实验原理：1．简述耐波性主要研究的内容，并描述什么样的船耐波性比较好？船舶摇荡是耐波性的主要内容，耐波性能所涉及的其它内容主要是由船舶摇荡引起的。
估计船舶摇荡是评定耐波性最基本的条件。
根据船舶摇荡实验可以定量地计算出像砰击、上浪、飞车等性能。
一般来说，船舶摇荡较缓和，则耐波性也好。
2．简述船舶摇荡实验的相似准则。
模型实验相似准则：和快速性类似，要求符合船模和实船保持几何相似、运动相似和动力相似。
而动力相似应包括：雷诺数超过临界雷诺数；傅汝德数相等；斯特鲁哈尔数相等3．简述船舶的十二种运动形式的名称，并指出哪些属于往复运动。
十二种运动形式的名称：横倾、纵倾、回转、横摇、纵摇、首摇、前进或后退、横漂、上浮或下沉、纵荡、横荡、垂荡；其中属于往复运动的有：横摇、纵摇、首摇。
4．对造波机造的波浪的要求都有哪些？波浪频率应当覆盖船模的谐摇频率，越宽越好。
在规则波上实验波长范围0.5PP L -2.0PP L 左右，波高2h 和船长之比应少于1/50，波高2h 和波长之比应少于或等于1/20。
四、实验内容：（一）填写实验主要设备表 名称 说明实验水池 船模耐波性实验在常规的拖曳水池中实现，只需配备造波设备、消波设备和必要的运动参数测量仪即可。
但是在拖曳水池中只能进行迎浪或顺浪两种航向的船模耐波性实验以及横浪无航速的横摇实验，局限性较大。
耐波性水池：耐波性实验水池中主要设备是拖车和造波装置。
为了实现各种斜浪条件下的耐波性实验，船模应当能够在水池中做相对于波浪的斜向运动。
造波机 安装在水池的两边，一边是水池终端边，另一边是水池的侧边。
另外两边安装消波岸，以消除反射波的干扰影响。
造波机是耐波性水池的关键设备，目前各国采用的造波机的结构形式有冲箱式、摇板式和空气式几种，其传动系统有电动伺服系统，液压伺服系统和机械可调振幅系统造风机消波器 （1）一种是固定的消波器，通常设置在造波机对面。
