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船舶阻力与推进主要复习粘性阻力理论，要求大家掌握一个基本概念和减小粘性阻力的方法，包括减小摩擦阻力和减小粘压阻力。
基本概念比如说什么是边界层？大家要知道理想流体中它的运动粘压系数是0对吧，那么它的雷诺数就是无穷大，所以呢它的边界层支撑厚度也是0。
在这样一些极端的情况下要知道。
雷诺数的定义，公式一定要掌握住，考试是不会给大家的，还有牛顿内摩擦定律。
船体边界层与平板边界层的区别。
第一个呢船体边界层外缘的流速不同，船体有一个曲面，所以呢它和平板的差别就在于各点的速度不同，速度不同压力就不同。
船中的压力较低，船尾的较高，所以呢它有一个纵向的压力梯度。
正因为有了压力梯度产生了摩擦倾力，还有界层内的纵向压力分布不同。
然后要求大家掌握几个平板摩擦阻力公式，一共4个。
第一个桑海公式，第二个柏兰特-许立汀公式，第三个休斯公式，第四个1957ITTC公式。
这四个公式有什么特点呢，基本形式是一样的，分母都包含一个雷诺数，所以在计算时首先要计算雷诺数，那么雷诺数怎么计算呢？一个是速度，一个是特征尺寸，还有一个是运动粘压系数。
还要求大家掌握相当平板假定，实体船或模型船的摩擦阻力等于其同长度、同速度、同矢表面积的光滑平板摩擦阻力，叫做相当平板假定。
接着我们讲船体表面曲度对摩擦阻力的影响。
分别有横向曲度和纵向曲度，船体首部和尾部曲度，它们是如何影响摩擦阻力的。
接着是船体表面粗糙度对摩擦阻力影响，这是要求掌握的。
粗糙度补贴系数，国内的是多少？中国的粗糙度补贴系数是....有了这个系数后，摩擦阻力的计算公式就变成了....下面还要掌握一个概念，什么是污底？船体长时间浸泡在水中，除钢板被腐蚀外，水中的生物附着在船体表面生长，使船体表面凹凸不平，大大增加了其表面粗糙度，阻力增大，这种现象称为污底。
那么如何有效的降低污底的影响呢，措施如下：一是涂两遍防锈漆，二是海船在淡水中停泊数日后出海。
那么如何减小摩擦阻力呢，当时讲了八种，考试时至少写出六种。
船舶阻力与推动课程设计?教学要求
一、课程设计的性质、任务和根本要求
本课程设计的任务是：使学生能够按照船型主要要素肯定有效功率曲线，选定主机功率及转速，按照螺旋桨设计图谱来设计螺旋桨，完成螺旋桨设计计算说明书，绘制螺旋桨总图。
通过课程设计能够加深学生对螺旋桨图谱和构造的理解，培育理论联系实际的能力，为未来走上工作职位打下必然的根底。
本课程设计的根本要求是：
1、掌握油船阻力估算方式。
2、掌握√B P-δ图谱的应用。
3、掌握螺旋桨根本要素的计算和标准校核的方式。
4、掌握航行特性的计算
5、熟练绘制螺旋桨总图
课程设计题目类型
某船阻力估算与螺旋桨设计
二、课题和学分
本课程设计共一周，1学分。
三、课程设计内容
〔一〕、船舶阻力估算及有效马力预报
〔二〕、螺旋桨图谱初步设计问题
一、螺旋桨设计图谱，初步肯定主机功率及转速
2. 选定主机额定功率及转速
〔三〕、螺旋桨图谱终结设计问题
1、推动因子的决定
2、可抵达最大航速的计算
3、空泡校核
4、强度校核
5、螺距修正
6、重量及惯性矩计算
7、敞水性征曲线确实定
8、系柱特性计算
九、航行特性计算
10、螺旋桨计算总结
〔四〕、螺旋桨总图的绘制
用1号〔或2号〕图纸完成螺旋桨总图的绘制。
四、说明
1、船舶阻力与推动课程设计安排在小学期集中3或4周进展。
2、本课程设计的重点在阻力估算、螺旋桨根本要素的计算和螺旋桨总图的绘制。
3、本课程设计建议用手工或计算机绘制螺旋桨总图。
重庆交通大学航海学院螺旋桨图谱设计课程设计说明书课题：螺旋桨图谱设计专业：船舶与海洋工程班级：二班学号：631118020211 学生姓名：何瑞峰指导教师：赵藤日期：2014.6.12目录1.船体主要参数。
32.主机参数。
43.推进因子的决定。
44.可以达到的最大航速的计算。
45.空泡校核。
76.强度校核。
107.螺距修正。
128.重量及惯性矩计算。
139.敞水性征曲线之确定。
1410.系柱特性计算。
1511.航行特性计算。
1512.螺旋桨计算总结。
1813.螺旋桨制图（见附页）。
1814.课程总结。
191.船体主要参数水线长wl L70.36 mL68.40 m垂线间长pp型宽 B 15.80 m型深 D 4.80 m设计吃水 d 3.50 m桨轴中心高z 1.30 mp排水量Δ2510 t本船的D B=3.292; d D=1.412; B L pp=4.329 ; d B=4.647本船在708所水池进行船模阻力试验，吃水3.5m时船的阻力试验结果。
即有效功率曲线数据如表1-1所示。
表1-1 模型试验提供的有效功率曲线数据2.主机主要参数型 号 8230ZC 二台 额定功率 s P =1080kw (1469hp) 额定转速 N=750r/min 减速比 2.5 传送效率 s η=0.953.推进因子伴流分数 ω=0.165； 推力减额 t=0.165 船身效率 H η=1； 相对旋转效率 R η =14.可以达到的最大航速的计算采用MAU 型叶数为4叶螺旋桨的图谱进行计算。
采用功率储备15%轴系效率。
轴系桨敞水收到的马力:R S D P ηη⨯⨯=85.01469)(22.1186195.085.01469hp =⨯⨯⨯= 计算图表的、、根据2-1704554404δ----Bp MAU MAU MAU表1-2按δ-B图谱设计的计算表p根据表1-2中的计算结果可绘制TE P 、δ、D P /、及o η对V 的曲线，如图1-1所示。
船舶推进课程设计案例一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握船舶推进的基本原理、各类推进器的结构和工作原理，以及推进系统的性能评估方法。
技能目标要求学生能够运用所学知识对船舶推进系统进行分析和设计，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标培养学生对船舶行业的热爱，增强环保意识和创新精神。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，我们选择和了以下教学内容：船舶推进的基本原理、船舶推进器的结构和工作原理、推进系统的性能评估方法、船舶推进系统的分析和设计。
教学大纲安排如下：1.第一章：船舶推进的基本原理1.1 船舶推进系统的组成1.2 推进力产生的原理2.第二章：船舶推进器的结构和工作原理2.1 螺旋桨推进器2.2 喷水式推进器2.3 电动推进器3.第三章：推进系统的性能评估方法3.1 推进效率3.2 推进功率3.3 航行速度4.第四章：船舶推进系统的分析和设计4.1 推进系统的设计原则4.2 推进系统的优化方法4.3 推进系统的实际应用案例分析三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解船舶推进的基本原理、推进器的结构和工作原理，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际应用案例，使学生更好地理解推进系统的性能评估方法和分析设计方法。
3.实验法：学生进行船舶推进系统的实验，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源我们选择和准备以下教学资源：1.教材：《船舶推进技术》2.参考书：各类船舶推进技术的专业书籍3.多媒体资料：船舶推进系统的动画演示、实际操作视频等4.实验设备：船舶推进系统模型、实验仪器等教学资源应能够支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，我们设计了以下教学评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习态度和掌握程度。
船舶阻力与推进课程设计报告船舶与海洋工程船舶阻力与推进课程设计报告课程名称：船舶阻力与推进课程设计题目：航速：15.06kn 排水量:22311t院（系）：运载工程与力学学部专业：船舶与海洋工程班级：学号：学生姓名：指导教师：目录一、通过给定排水量和航速估算有效马力和阻力 (2)1．根据海军部系数法参照母型船得到各载况下的有效功率 (2) 2．阻力的估算 (2)二、螺旋桨初步设计 (2)三、螺旋桨终结设计 (3)1．船体主要参数 (3)2．主机参数 (3)3．推进因子的决定 (4)4．可以达到最大航速的计算 (4)5．空泡校核 (5)6．强度校核 (7)7．螺距修正 (8)8．重量及惯性矩计算 (9)9．敞水性征曲线之确定 (9)10．系柱特性计算 (10)11．航行特性计算 (10)12．螺旋桨设计总结 (12)0B一、通过给定排水量和航速估算有效马力和阻力3B1．根据海军部系数法参照母型船得到各载况下的有效功率母型船设计船设计船排水量22311t ，要求航速15.06kn ；母型船排水量20800t ，15.48kn 。
从换算数据中读出设计船满载有效功率为P E =4809.12hp 。
4B2．阻力的估算船身总阻力=??==514.006.154809.127575vP R Et 46594.94 kgf1B二、螺旋桨初步设计初步设计确定最佳转速初步设计确定最佳转速的计算表将表格内结果绘制成如下页所示曲线，求得最佳转速约为147.68r/min ，最后根据主机确定的转速为148 r/min。
确定转速的计算结果2B三、螺旋桨终结设计5B1．船体主要参数船型：单桨、球首、球尾、流线型挂舵、中机型多用途远洋货船。
根据母型船参数，通过海军部系数法换算得到设计船主要参数如下：设计水线长 LWL=180.40 m垂线间长 LPP=175.14 m 型宽 B=27.27 m型深 H=15.64 m设计吃水 T=11.13 m方形系数 CB=0.7253 排水量Δ=40725 t桨轴中心距基线 ZP=3.69 m6B2．主机参数7B3．推进因子的决定根据泰洛公式估算半流分数（ω=0.5C b -0.05）ω=0.3126由于推理减额分数尺度作用很小，取值与母型船相同t =0.21 取相对旋转效率ηR =1.0 船身效率ηH =(1-t)/(1-w)=1.1494 8B4．可以达到最大航速的计算采用MAU 4叶桨图谱进行计算。
船舶流体力学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握船舶流体力学的基本原理，理解流体的性质、流体力学的基本方程；2. 使学生能够描述船舶在静水中的浮力、阻力、推进等流体力学现象；3. 引导学生了解船舶结构对流体力学性能的影响，掌握船舶流体力学性能优化的基本方法。
技能目标：1. 培养学生运用流体力学知识分析船舶性能的能力，能够解决实际问题；2. 提高学生利用流体力学原理进行船舶设计的技能，具备初步的设计能力；3. 培养学生运用实验、计算等手段进行船舶流体力学性能测试与评估的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对船舶流体力学领域的兴趣，培养探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，提高团队协作能力和沟通能力；3. 引导学生关注船舶流体力学在环境保护、节能减排等方面的社会责任，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为专业核心课程，旨在培养学生的船舶流体力学知识、技能和创新能力。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合课本内容，采用理论教学、实践操作、案例分析等多种教学方法，注重培养学生的实际应用能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续专业课程和未来从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 流体力学基础理论：包括流体的性质、流体力学基本方程（质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程）、流体运动的描述方法等，对应教材第一章内容。
2. 船舶浮力与稳定性：讲解船舶浮力原理、稳性条件、稳性计算方法等，对应教材第二章内容。
3. 船舶阻力与推进：介绍船舶阻力产生机理、阻力计算方法、船舶推进原理及推进器设计，对应教材第三章内容。
4. 船舶流体力学性能优化：分析船舶结构对流体力学性能的影响，介绍性能优化方法，对应教材第四章内容。
5. 实践教学环节：组织学生进行船舶流体力学实验，包括浮力实验、阻力实验、推进实验等，培养学生的实际操作能力。
教学进度安排：1. 第1-4周：流体力学基础理论；2. 第5-8周：船舶浮力与稳定性；3. 第9-12周：船舶阻力与推进；4. 第13-16周：船舶流体力学性能优化；5. 第17-18周：实践教学环节。
第五章 船模阻力试验船模试验是研究船舶阻力最普遍的方法，目前关于船舶阻力方面的知识，特别是提供设计应用的优良船型资料及估算阻力的经验公式和图谱绝大多数是由船模试验结果得来的。
新的理论的发展和新船的设计是否能得到预期的效果都需要由船模试验来验证。
而理论分析的进一步发展，又为船型设计和船模试验提供更为丰富的内容，以及指出改进的方向。
因此船模试验是进行船舶性能研究的重要组成部分。
本章先对船模试验池和船模阻力试验作一简要介绍，然后分别从设计和研究观点来讨论表达船模阻力数据的方法。
§ 5-1 拖曳试验依据、设备和方法船模试验是研究船舶阻力性能的主要方法。
因此需要了解船模阻力试验的依据，试验设备和具体的试验方法。
一、船模阻力试验的依据由§1-2的阻力相似定律指出：如能使船模和实船实现全相似，即船模和实船同时满足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。
§1-4中已阐述船模和实船难以实现全相似条件。
根据现实可能性，也不能实现船模和实船单一的粘性相似，即保持Re 相等，这是因为，如要使Re m = Re s ，则必有：υm L m /v m = υs L s /v s即 υm = α υs v m / v s (5-1) 式中，α为船模缩尺比。
因为船模和实船的运动粘性系数两者数值相近，如假定v m = v s ，则(5-1)式为：υm = α υs (5-2) 由于船模均要比实船缩小几十倍以上，因而要求船模的速度较实船速度大几十倍，甚至达到超音速情况下进行试验，显然是不现实的。
因此船模阻力试验，对水面船舶来说，实际上就是在满足重力相似条件下(保持Fr 数相等)进行的。
由于是在部分相似条件下所得的船模阻力值，因此必需借助于某些假设，诸如傅汝德假定，休斯假定等才能换算得到相应的实船总阻力。
二、船模试验池船模试验池是进行船舶性能研究和某些结构、强度试验的重要设施，因而世界各国均普遍建造了各种船模试验池。
（一）设计要求及船体主要参数设计要求：航速：V=14.24 kn；排水量：Δ=16694 t船体主参数：船型：单桨、球首、球尾、流线型挂舵、中机型多用途远洋货船。
利用海军系数法，根据母型船主参数估算设计船体，如下：单位母型船设计船排水量Δt 20800 16694设计水线长LWLm 144.20 134.01垂线间长LPPm 140.00 130.01型宽B m 21.80 20.26型深H m 12.50 11.62设计吃水T m 8.90 8.27桨轴中心距基线ZPm 2.95 2.74方形系数CB0.743 0.725（二）船舶阻力估算及有效马力预报2.1 有效马力预报母型船的有效功率数据如下：航速Vm/kn 12 13 14 15 16 17有效功率P Em /hp满载2036 2655 3406 4368 5533 7017压载1779 2351 3007 3642 4369 5236110%满载22392921 3747 4805 6086 7719根据海军系数法对航速以及有效功率进行变换： 公式：VVm =(∆∆m )16； P EP E m=(∆∆m )76变换如下： V m (kn)121314151617V(kn)11.57 12.53 13.50 14.46 15.42 16.39 P Em (hp)满载2036 2655 3406 4368 5533 7017 压载 1779 2351 3007 3642 4369 5236 110%满载 2239 2921 3747 4805 6086 7719 P E (hp)满载1575.28 2054.21 2635.27 3379.58 4280.95 5429.14 压载1376.441819.00 2326.56 2817.86 3380.35 4051.16 110%满载 1732.342260.022899.103717.694708.825972.29根据以上数据可作出设计船的有效功率曲线如下：从曲线上可读取，当V=14.24kn 时，对应的有效马力为=3194.82hp 。
2.2 阻力估算根据公式P E=R v/75，进行船舶阻力估算。
设计船在航速为14.24kn时的总阻力为32711.22kgf。
（三）螺旋桨图谱初步设计3.1 初步设计确定最佳转速螺旋桨直径初步由缩尺比关系确定设计船直径D=4.78×α=4.44m，取MAU4-55的δ-PB图谱计算如下：名称单位数据1 螺旋桨直径D m 4.442 ηH1.183 VAkn 9.834 PEhp 3194.825 假定一组转速N r/min 140 145 150 1556 直径系数δ63.29 65.55 67.82 70.087由MAU4-55图谱插值得P/D 0.741 0.728 0.709 0.704 η00.591 0.579 0.570 0.559 √BP 5.43 5.67 5.87 6.118 PDhp 4050.69 4515.34 4844.56 5306.019 主机马力PShp 4175.97 4654.99 4994.39 5470.11 10螺旋桨能克服的有效马力PTEhp 2823.39 3085.18 3257.19 3497.51将上表结果绘制成曲线图，由图中Ps 与Pe 曲线交点可知，设计船的最佳转速N=148.25r/min ，最佳主机功率为4873.1hp 。
3.2 主机功率的确定依据初定的转速与功率，查MAN B&W 主机大全，选择主机参数如下：型号 MAN B&W 5L50MC最大持续功率hp 5850 最大持续功率kw 4300 转速(r/min) 148 旋向右旋（四）螺旋桨图谱终结设计4.1 推进因子的决定伴流分数 31.005.05.0=-=B C ω 推力减额分数 19.0==ωk t相对旋转效率 0.1=R η 船身效率 18.111=--=ωηtH4.2 可达到最大航速的计算采用MAU 4叶桨图谱进行计算。
取功率储备10%，轴系效率ηS =0.97， 螺旋桨敞水收到马力：P D =5850×0.9×ηS ×ηR =5107 (hp)根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的δ-P B 的图谱列表计算。
项目 单位 数值V kn 13 14 15 16 V A kn 8.97 9.66 10.35 11.04 P D 1/2 73.23 73.23 73.23 73.23 N 148 148 148 148 B P 44.98 37.37 31.45 26.76 B P 1/2 6.71 6.11 5.61 5.17 δ75.4170.1064.9560.74MAU4-40η0 0.550 0.576 0.599 0.619 P/D 0.636 0.658 0.678 0.708 P TEhp3312.13468.33608.33732.5D 4.708 4.693 4.657 4.637MAU4-550.533 0.559 0.582 0.603 ηP/D 0.687 0.704 0.730 0.752 hp 3211.2 3366.0 3506.9 3632.0PTED 4.571 4.575 4.542 4.531MAU4-70η0.514 0.536 0.558 0.578P/D 0.695 0.724 0.748 0.773 hp 3095.5 3232.9 3362.2 3485.8PTED 4.551 4.511 4.509 4.449 根据上表计算结果，可绘制对V的曲线。
从P TE -V 曲线与船体满载有效马力曲线的交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D 、D 及η0,如下：MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70 Vmax/kn 14.67 14.53 14.34 D/m 4.669 4.559 4.510 P/D 0.6709 0.7171 0.7328 η0 0.591 0.571 0.544 δ74.27473.19473.3784.3 空泡校核按柏利尔空泡限界线中的商船上限线，计算不发生空泡的最小展开面积比。
桨轴沉深 h s =T-Z P =5.53 p 0-p v =15824.25计算温度 t=15° p v =174 kgf/m 2 P D =7385.58 hp ρ=104.63 kgf*s 2/m 4 项目 单位 MAU4-55 MAU4-40 MAU4-70 Vmax kn 14.53 14.67 14.34 VA kn 5.158 5.206 5.091 (0.7πND/60)2 (m/s)2 610.91 640.77 597.98 V0.7R2 (m/s)2 637.52 667.88 623.89 σ 0.474 0.453 0.485 τ 0.174 0.170 0.176 T kgf 42429 43511 40930 Apm 27.3277.3447.145AE m 2 8.116 8.040 7.946 AE/AO0.4970.4700.498根据上表中的计算结果，可作出空泡校核结果图如下：从图中可得不发生空泡的最小盘面比，以及其所对应的最佳螺旋桨要素如下： AE/AO P/D D η0 Vmax 0.486 0.7004.60.58114.654.4 强度校核计算功率 N e =5850.34×0.97=5674.83 hp 盘面比 A d =A E /A O =0.486 螺距比 P/D=0.700 纵斜角 ε=8°密度 G=7.6 g/cm 3 螺旋桨转速 N=n e =148r/min0.66R 处弦长 b 0.66R =0.226DA d /(0.1Z)=1.263 0.25R 处弦长 b 0.25R =0.7212 b 0.66R =0.911 0.6R 处弦长 b 0.6R =0.9911 b 0.66R =12.52 计算表格如下： 项目 单位 0.25R 0.6R b m 0.911 1.252 K 1 634 207 K 2 250 151 K 3 1410 635 K 4 4 34 A 1 2405.796 860.694 Y 34432.5968963.919 K 5 82 23 K 6 34 12 K 7 41 65 K 8 380 330 A 2 1213.714 1020.000 K(铝镍青铜）1.179 1.179 X 0.262 0.160 tmm193.81193.811标准t' mm 183 104.2 校核结果 不满足 满足 实取桨厚度mm194110.5实际桨叶厚度按t 1.0R =0.0035D=16.1 mm 与t 0.25R =194 mm 连直线决定，结果如下： t 0.2 t 0.3 t 0.4 t 0.5 t 0.6 t 0.7 t 0.8 t 0.9 205.93 182.07158.21134.35110.4986.6362.7738.914.5 螺距修正毂径比不同对螺距的修正由，根据教材中图8-40查得桨轴直径d t =375mm ，毂径d h =(1.8～2.1)d t =675～787.5(mm)，取为785mm 则毂径比d h /D=785÷4600=0.171，故需对此项螺距进行修正：Δ(PD )B =110d ℎD ′−d ℎD=0.0009叶厚比不同对螺距的修正由于实桨厚度大于标准桨厚度，故需对厚度差异进行螺距修正. 设计桨 t b 0.7R =0.08660.9964∗1.263=0.0688标准桨 t b0.7R=0.01710.9964∗0.31075=0.05522 (取MAU4-55为基准螺旋桨)1−s =V ANP=0.6647Δ t b 0.7R = t b 0.7设− t b 0.7标∗0.550.54∗0.75=0.00973 Δ PD t=−2 PD 0(1−s )Δ t b0.7R=-0. 009修正后的螺距比为PD = PD 0+Δ(PD )B +Δ PD t=0.7+0.0009−0.009=0.6924.6 重量及惯性矩计算螺旋桨重量=1.720m。
螺旋桨材料为铝镍青铜，重量密度γ=7800kgf/m³；桨叶最大宽度bmax(1)叶片重量(未计及填角料的重量）每片叶重量=[1/3×R/10×∑(6)+0.166×0.02R]γ=1710.8 kgf式中0.166×0.02R是考虑桨毂至0.2R切面间的重量。
