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阻力与推进复习题

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船舶阻力与推进

船舶阻力与推进
7.失速：由于波浪阻力增值的存在，如保持静水中相同的功率时，航速必然会有所下降，这种航速的减小称为速度损失，简称失速。
8.附加阻力：船的各种附属体受到水的阻力、水面以上的船体受到空气阻力、风浪使船的阻力相对静水时有一定增加。由这三种因素产生的阻力合成为附加阻力。
9.船舶快速性：研究船舶尽可能消耗较小的机器功率以维持一定航速的能力的科学；或者说是在给定主机功率时，表征船舶航行速度快慢的一种性能。
2)高速船的 较低速船要小得多，所以高速船船型瘦长，低速船短而肥；
3)由于 的变化对摩擦阻力和剩余阻力两种阻力成分产生相反的影响，因此实际上对于给定航速的船存在一个对应于最低阻力的 最佳值。而对于不同航速应该存在 的最佳曲线。
6.船体阻力按能量观点如何分类？
总阻力 是由兴波阻力 和粘压阻力 两部分组成。这两部分力归因于尾流及波形能量消耗。
能量：在船尾部形成漩涡要消耗能量，而一部分漩涡被冲向船的后方，同时船尾处又继续不断的产生漩涡，这样船体就要不断地供给能量，这部分能量的消耗就是以粘压阻力的形式表现的。
14.二因次法和三因次法的区别是什么？
1)傅汝德算法中，应用平板公式计算船的摩擦阻力，所以可以叫做二因次换算法；而在三因次换算法中引进形状因子以照顾船的三因次流动，所以叫做三因次换算法，又称（1+k）法；
特点：
1)首横波通常在首柱稍后处始于波峰，二为横波在尾柱之前始于波谷。在船后首尾两横波系相叠加，组成合成横波；二两波系中的散波系各不相混，清楚地分开。
2)船行波的另一特点是船波随船一起前进。
5.从阻力的角度考虑，如何选取船舶的 ？
1)低中速船的 宜取适当大一些；随着航速增大，则应降低 值，对阻力的影响是有利的；
3)船体形状是相当复杂的三因次物体，琪周围流动情况与平板相比显然有一定的差别。因为用相当平板的摩擦阻力来代替船体的摩擦阻力，必然是有误差的。

船舶阻力复习及答案

船舶阻力复习及答案

第一章总论1.船舶快速性，船舶快速性问题的分解。

船舶快速性：对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者快速性好；或者，对一定的船舶要求达到一定航速时，所需主机功率小者快速性好。

船舶快速性简化成两部分:“船舶阻力”部分：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。

“船舶推进”部分：研究克服船体阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船、机、桨（推进器）的匹配问题。

2.船舶阻力，船舶阻力研究的主要内容、主要方法。

船舶阻力：船舶在航行过程中会受到流体（水和空气）阻止它前进的力，这种与船体运动相反的作用力称为船的阻力。

船舶阻力研究的主要内容：1.船舶以一定速度在水中直线航行时所遭受的各种阻力的成因及其性质；2.阻力随航速、船型和外界条件的变化规律；3.研究减小阻力的方法，寻求设计低阻力的优良船型；4.如何较准确地估算船舶阻力，为设计推进器（螺旋桨）决定主机功率提供依据。

研究船舶阻力的方法：1．理论研究方法：应用流体力学的理论，通过对问题的观察、调查、思索和分析，抓住问题的核心和关键，确定拟采取的措施。

2.试验方法：包括船模试验和实船实验，船模试验是根据对问题本质的理性认识，按照相似理论在试验池中进行试验，以获得问题定性和定量的解决。

3.数值模拟:根据数学模型，采用数值方法预报船舶航行性能，优化船型和推进器的设计。

3.水面舰船阻力的组成，每种阻力的成因。

船舶在水面航行时的阻力由裸船体阻力和附加阻力组成，其中附加阻力包括空气阻力、汹涛阻力和附体阻力。

船体阻力的成因:船体在运动过程中兴起波浪，船首的波峰使首部压力增加，而船尾的波谷使尾部压力降低，产生了兴波阻力；由于水的粘性，在船体周围形成“边界层”，从而使船体运动过程中受到摩擦阻力；在船体曲度骤变处，特别是较丰满船的尾部常会产生漩涡，引起船体前后压力不平衡而产生粘压阻力。

4.船舶阻力分类方法。

1.按产生阻力的物理现象分类：船体总阻力由兴波阻力、摩擦阻力和粘压阻力Rpv 三者组成，即Rt=Rw+Rf+Rpv.2.按作用力的方向分类：分为由兴波和旋涡引起的垂直于船体表面压力和船体表面切向水质点的摩擦阻力，即Rt=Rf+Rp.3.按流体性质分类：分为兴波阻力和粘性阻力（摩擦阻力和粘压阻力），即Rt=Rw+Rv.4.傅汝德阻力分类：分为摩擦阻力和剩余阻力（粘压阻力和兴波阻力）,即Rt=Rf+Rr.5.船舶动力相似定律，研究船舶动力相似定律的意义，粘性与重力互不相干假定。

船舶阻力与推进真题计算题解答

船舶阻力与推进真题计算题解答

一、提示1、为了方便和正确显示题目中的公式，请安装MathType5.0或以上版本。

2、考前请熟悉计算器的操作，掌握乘方、开方、对数求解的操作方法，确保计算准确无误。

3、在计算过程中，尽量采用国际单位制，最好不使用英制或工程单位制，避免计算过程产生不必要的错误，确保计算结果的准确性。

4、最有可能出现计算题的知识点： 1）船舶阻力部分：①傅汝德法（例如：2010年7月第37题） ②三因次法（例如：2010年7月第37题） ③海军系数法（例如：2011年7月第35题）。

2）船舶推进部分：敞水性征曲线、推进系数和推进效率的各种成分的综合应用。

①进速系数为零时的相关计算（2010年7月第36题）②进速系数为最大值时的相关计算（2011年7月第36题第（2）问）③进速系数介于零和最大值之间时的相关计算（2011年7月第36题第（1）问）及附加题(武汉理工硕士研究生入学考试真题) 5、阅读时，注重梳理解题思路、规范解题过程。

6、可能存在打字或计算错误，请批评指正。

二、真题第1题：已知某内河船的螺旋桨直径D ＝2.0m ，在系泊状态（V ＝0）下的推力系数和转矩系数分别为K T =0.25，K Q =0.045。

主机在额定状态工作时，螺旋桨转速N ＝360转/分，船后收到功率P DB =860KW ，相对旋转效率R 1.01η=，求系泊状态下螺旋桨的转速、推力及收到功率。

（2010解：1 23052.02()N m=⋅24.0()o n rps === 3）系泊（总）推力T0242400.251000 4.0 2.064000()6526.2T T K n D N kgf ρ==⨯⨯⨯==4）系泊有效推力FF ＝T （1－t 0）=64000×（1－0.04）＝61440（N ）＝6265.14 kgf 5）系泊船后桨收到功率DB P22 3.14 4.023052.02573333.4()779.51.01O DB Rn QP W hp πη⨯⨯⨯====注意：1）上述计算最好采用国际单位制，亦可采用工程单位制；2）系泊状态下，螺旋桨处于重载，保持额定转矩下工作，转速低于额定值。

船舶阻力习题答案

船舶阻力习题答案

船舶阻力与推进（2）参考答案第三章 兴波阻力1.某长江双桨客货船水线长108m ，方形系数0.594，中横剖面系数0.97。

试用圆圈P 理论判别航速15.5kn 、16.7kn 、19.5kn 时阻力是处于峰值还是谷值。

解：依题意得：612.097.0594.0===M B P C C C 当m/s 973.7kn 5.15==V 时，767.0108793.7==L V 根据767.0612.0==LV C P ，查图3-14知：阻力处于谷值 当m/s 590.8kn 7.16==V 时，827.0108590.8==L V 根据827.0612.0==LV C P ，查图3-14知：阻力处于谷值 当m/s 031.10kn 5.19==V 时，965.0108031.10==L V 根据965.0612.0==LV C P ，查图3-14知：阻力处于峰值 2.某沿海货船垂线间长86m ，服务航速10.8kn ，最大航速11.62kn ，棱形系数0.757.试问该船在上述两个航速下圆圈P 值为多少？是否属于有利范围。

解：当m/s 556.5kn 8.10==V 时551.014.3286757.08.9556.52=⨯⨯⨯==πL gC V P P 根据599.086556.5757.0===L V C P ，查图3-14知：有利干扰 当m/s 977.5kn 62.11==V 时593.014.3286757.08.9977.52=⨯⨯⨯==πL gC V P P根据645.086977.5757.0===L V C P ，查图3-14知：不利干扰 3.已知某船船长100m ，船宽12m ，吃水6m ，横剖面面积曲线是关于船长的一个分段函数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤+--<≤--<≤-++-=501570)15(352152070205070)20(90722x x x x x A s ，当航速为15kn 时，求船体首尾横波相位差。

《船舶快速性(船舶阻力与推进)》期末考试试卷附答案

《船舶快速性(船舶阻力与推进)》期末考试试卷附答案

《船舶快速性（船舶阻力与推进）》期末考试试卷附答案一、单选（共20小题，每小题3分，共60分）1．对船舶粘压阻力影响最大的因素是（ ）A ．船舶前体形状B ．船舶后体形状C ．船舶速度D ．船舶长度2．船舶阻力中属于压差阻力的是（ ）A ．摩擦阻力和粘压阻力B ．粘压阻力和兴波阻力C ．摩擦阻力和兴波阻力D ．破波阻力和粘压阻力3．以下对雷诺数νVx =Re 对摩擦阻力的影响的描述正确的是（ ）A ．来流速度V 不变时，由于x 增大引起Re 增大时，摩擦阻力减小B ．当x 不变时，由于速度V 增大引起Re 增大时，摩擦阻力减小C ．雷诺数增大，摩擦阻力减小D ．雷诺数增大，摩擦阻力增大4．船舶兴波中存在相互干扰的波系是（ ）A ．船首散波系和船尾散波系B ．船首散波系和船尾横波系C ．船首横波系和船尾散波系D ．船首横波系和船尾横波系5．匀速直线运动的船舶，其船行波波能的传播速度与船速的关系是（ ）A ．二者相等B ．前者为后者的一半C ．前者为后者的两倍D ．与船型相关6．下列对船模数据的表达不恰当的是（ ）A ．∆/~R F rlB ． ∆∇/~R F rC ． )/(~2∇∇∆r r F R FD ． )/(~2∇∆r rl F R F 7．保持排水量和长度不变时，改变棱形系数时，下面对其对阻力的影响描述不正确的是（ ）A ．其对摩擦阻力的影响很小B ．低速时，棱形系数小，剩余阻力小C ．中速时，棱形系数小，剩余阻力小D ．高速时，棱形系数小，剩余阻力小8．浅水中船舶的阻力与深水相比会（ ）A ．增大B ．减小C ．基本一致D ．视具体情况况而定9．高速船的船型一般比低速船瘦长，主要是为了减小（ ）A ．兴波阻力B ．粘压阻力C ．摩擦阻力D ．破波阻力10．以下对于滑行艇的描述正确的是（ ）A ．滑行艇的重心位置一般在船舯处，以调整其航行时的姿态B ．滑行艇一般采用较大的长宽比，以降低高速航行时的阻力C ．滑行艇的重心位置一般在船舯之后，可使滑行艇以“最佳航行纵倾角”航行D ．滑行艇尺度越大，滑行面积越大，越容易进入滑行状态11．船舶推进效率是（ ）A ．由螺旋桨敞水效率、船身效率、相对旋转效率和轴系效率组成B ．船舶有效功率与螺旋桨船后收到功率的比值C ．船舶有效功率与螺旋桨敞水收到功率的比值D ．螺旋桨推力功率与敞水收到功率的比值12．习惯上常常采用节()kn 来作为船舶速度的单位，以下表达正确的（ ）A ．s m kn /852.11=B ．s m kn /51444.01=C ．s m kn /0.11=D ．h km kn /11=13．等螺距螺旋桨（ ）A ．各半径处螺距和螺距角都相同B ．各半径处螺距和螺距角都不同C ．各半径处螺距角都不同D ．各半径处螺距有可能不同14．螺旋桨桨叶带有一定的向后纵斜的好处是（ ）A ．减小螺旋桨自身的水阻力B ．相对增大桨的直径，提高敞水效率C ．增大与船体尾框的间隙，减少由桨引起的船体振动D ．为了避免螺旋桨空泡的出现15．根据理想推进器理论，螺旋桨载荷系数越小，螺旋桨效率（ ）A ．越高B ．越低C ．不一定D ．不变16．在拖曳水池中进行螺旋桨敞水试验，当沉深足够时，需要满足的相似条件是（ ）A ．空泡数相等B ．雷诺数相等C ．傅氏数相等D ．进速系数相等17．所谓实效伴流指（ ）A ．推力等于零时的伴流B ．在没有螺旋桨时桨盘处的伴流C ．不考虑粘性时的伴流D ．有螺旋桨存在时，桨盘处的伴流18．增大伴流（ ）A ．对于提高船身效率有利，但是对敞水效率不利B ．对于提高船身效率和敞水效率均有利C ．对于提高船身效率有利，但是对于相对旋转效率不利D ．对于提高船身效率和敞水效率均不利19．桨叶不产生空泡的条件为（ ）A ．叶切面上的减压系数大于空泡数B ．叶切面上的减压系数小于空泡数C ．叶切面上的减压系数等于空泡数D ．叶切面上的减压系数恒等于常数20．主机负荷过重，主机转速达不到额定转速（相差不大），在不改变桨的设计前提下，最简单的办法是（ ）A ．更换主机B ．更换齿轮箱C ．削桨，将桨的直径略微减小D ．增设压浪板二、填空（共5空，每空2分，共10分）1．附体阻力的主要成分是 与 。

船舶阻力与推进理论考核试卷

船舶阻力与推进理论考核试卷
6.船舶在高速运动时，喷溅阻力会显著增加。（√）
7.船舶的舵可以提供船舶前进的推力。（×）
8.使用风帆推进的船舶对环境的影响最小。（√）
9.船舶的长宽比越高，其推进效率越低。（×）
10.螺旋桨叶片的损坏不会影响船舶的推进效率。（×）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述船舶阻力的主要组成部分，并说明每种阻力的影响因素。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.船舶的阻力与船速成正比关系。（）
2.螺旋桨推进器在任何船速下都能保持高效推进。（）
3.船舶的摩擦阻力与船体表面积成正比。（）
4.喷水推进器的噪音通常比螺旋桨推进器大。（）
5.船舶的载重量不会影响船舶的阻力。（）
A.船舶的对水速度
B.水流的速度
C.船舶的航向
D.船舶的载重量
19.以下哪些是减小船舶阻力时可能采用的设计策略？（）
A.优化船体线型
B.增加船体宽度
C.使用特殊的涂料
D.减少船体表面积
20.在船舶推进中，以下哪些情况下可能需要调整螺旋桨的位置？（）
A.船舶负载变化
B.船舶速度变化
C.水质变化
D.船舶航向改变
D.船舶的吃水深度
13.以下哪些措施可以提高船舶推进的能效？（）
A.使用高效的螺旋桨设计
B.减少船舶的阻力
C.优化船舶的载重量
D.提高船舶的航速
14.船舶推进中的伴流现象可能受到哪些因素的影响？（)
A.船舶的形状
B.船舶的速度
C.水的粘度
D.船舶的载重量
15.以下哪些情况可能导致船舶的喷溅阻力增加？（）
7. C

船舶阻力复习及答案

船舶阻力复习及答案第一章概述1.船舶快速性，船舶快速性问题的分解。

船的快速性:在给定的主机功率下，这种快速性对某艘速度较高的船是有好处的。

或者，一个当一艘给定的船需要达到一定的速度时，主机功率越小，速度越快。

船舶快速性被简化为两个部分:“船舶阻力”部分:研究恒速直线航行时船体遇到的各种阻力问题。

“船舶推进”部分:研究克服船体阻力的推进器及其与船体的相互作用，以及船舶、机器和螺旋桨(推力进入设备)匹配问题。

2.船舶阻力，船舶阻力研究的主要内容和方法。

船舶阻力:在航行过程中，由于流体(水和空气)阻止船舶前进的力，它与船体的运动同相。

反作用力被称为船的阻力。

船舶阻力研究的主要内容:1.以一定速度在水中直线航行的船舶遇到各种阻力的原因和特性；2.阻力随速度、船型和外部条件的变化规律；3.研究降低阻力的方法，寻求设计低阻力的优秀船型。

4.如何准确估算船舶阻力，为螺旋桨(螺旋桨)设计提供依据，以确定主机功率。

研究船舶阻力的方法；1.理论研究方法:应用流体力学理论，通过观察、调查、思考和分析问题，抓住问题主题的核心和关键，决定要采取的措施。

2.试验方法:包括船模试验和实船试验。

船模试验是基于对问题本质的理性理解，根据相似性该理论在测试单元中进行测试，以获得问题的定性和定量解决方案。

3.数值模拟:根据数学模型，用数值方法预测船舶的航行性能，优化船型和螺旋桨设计。

3.水面舰船阻力的构成及各阻力产生的原因。

船舶在水面航行的阻力包括裸船体阻力和附加阻力，其中附加阻力包括空气阻力、风暴阻力和附体阻力。

船体阻力产生的原因:波浪在船体运动过程中上升，船头的波峰增加了头部压力，而船尾的波谷降低了尾部压力，产生了波浪阻力；由于水的粘性，在船体周围形成一个“边界层”，使船体在运动过程中受到摩擦阻力。

涡流通常是在船体曲率突然变化时产生的，尤其是在船尾，导致涡流的出现。

举升船体前后的压力不平衡，导致粘性压力阻力。

4.船舶阻力的分类方法。

阻力与推进试题库(含答案)

一、单项选择题（每小题1分）1. 粘性阻力通常包括（ ）A ．摩擦阻力和粘压阻力2. 附加阻力包括（ ）B ．空气阻力、附体阻力和汹涛3. 模试验时安装激流丝，其作用在于（ C ．消除船模首部层流影响 4. 在进行螺旋桨模型敞水试验时通常只满足进速系数相等；在空泡试验时需满足（ ）C ．σ、J 相等 5. 螺旋桨工作时，桨叶所受的应力最大处为（ ） B ．根部 6. MAUw 型螺旋桨与其原型AU 型螺旋桨相比，其不同之处在于（ ） D ．以上答案都正确7. 桨叶某点B 处发生空泡的条件是该处（ ）A ．ξ≥ σ 8. 浅水情况下，在（ ）附近，横波与散波叠加形成孤独波，阻力急增。

B ．临界区域 9. 对于理想推进器，诱导速度愈大，则（ ）A ．推力愈大 10. 关于螺旋桨各种效率问题，正确的是（ C ．ηH ηR可能大于1 11. 船模阻力试验前要安装人工激流装置，一般用1=φmm 细金属丝缚在船模上，使其在细金属丝以后的边界层中产生紊流，该金属丝应装在船模的（ ）。

A ．9.5站 12. 兴波干扰为（ ）和（ ）之间的干扰。

A ．首横波 尾横波13. 以下关于降低粘压阻力的船型要求说法，错误的是（ ）D ．避免船体曲率变化过小14. （M ）AU 型螺旋桨是一种（ ）B ．等螺距螺旋桨 15. 伴流按产生原因来分类，由于船身周围的流线运动而产生的是（ ）A ．势伴流 16. 某船的船后平均伴流分数为0.18，推力减额分数为0.15，则该船的船身效率为（ ）D ．1.0417. 破波阻力产生的条件是（ ）C ．必须存在自由表面 18. 螺旋桨模型的敞水试验中，理论上要求桨模与实桨之间满足的条件为（ ）D ．雷诺数和进速系数均相等19. 在∆一定时，排水量长度系数3)01L .0(∆增大，将使总阻力（ ） D ．不定20. 叶背上切面最大厚度处所产生的空泡为（ B ．泡状空泡 21. 粘性阻力通常包含（ ）B ．摩擦阻力和粘压阻力22. 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。

船舶阻力推进计算题及答案

船舶阻力与推进典型例题详解1.1.FroudeFroude 比较定律和Froude 假定及其相关一些概念例题1：某万吨船的船长=wl L 167m，排水量=∆25000t，航速kn V s 16=，对应船模缩尺比33=α，试着求船模的长度、排水量及其相应的速度。

解：根据流体力学中相似定律，可以知道有以下规律：α=VmVsα=m sL L 3αρρsm m s =∆∆因此求解结果如下表所示：参数Lwl(m)∆(t)Vs 实船1672500016船模5.0606060610.6956618532.7852425例题2：设有五艘尺度、船型、航速各不相同的船舶如下表：船类船长（m）航速（kn/h）货船12012客货船16023高速客船8523鱼雷艇2632拖轮46127分别计算它们的Froude 数Fn 和速长比LV s，并判断它们属于何种速度范围？解：注意计算Froude 数中各个量单位，gLV Fr s=，其中速度使用m/s 单位，g 为9.8m/s^2，L 单位为m ，而在速长比中，v 的单位为kn ，L 的单位为ft ，两者关系：L V F sr 2977.0=Fr LVs355.3=计算结果如下：L （m ）航速（kn/h ）Vs(km/h)Fr 船长（ft ）速长比货船120.0012.00 6.170.18393.700.60客货船160.0023.0011.830.30524.93 1.00高速客船85.0023.0011.830.41278.87 1.38鱼雷艇26.0032.0016.46 1.0385.30 3.46拖轮（单放）46.0012.00 6.170.29150.920.98拖轮（拖带）46.007.003.600.17150.920.57例题3：某海船m L wl 100=,m B 14=,m T 5=,排水体积34200m =∇，航速为17kn，（1）试求缩尺比为20、25、30、35时船模的相当速度和重量；（2）当缩尺比为25，在相当速度时测得兴波阻力为1公斤，实验水池温度为12度，求其他船模在相当速度时的兴波阻力；（3）所有船模对应的实船在水温15度的海水中兴波阻力为多少吨？解：第一问考查相似定律，第二问考查Froude 比较定律，计算结果如下：α实船排水体积船模排水体积（m3）实船航速(m/s)船模速度（m/s ）船模相当重量kg 船模Rw （kg ）实船（kg ）204200.000.538.74 1.96524.50 1.9516049.77254200.000.278.74 1.75268.54 1.0016049.77304200.000.168.74 1.60155.410.5816049.77354200.000.108.741.4897.870.3616049.772.二因次法解决船舶阻力问题(62)(B)例题4：某海船的水线长m L wl 100=，宽度m B 14=，吃水m T 5=，排水体积34200m =∇，中央剖面面积269m A M =，航速17kn，试求尺度比为25=α的船模相应速度。

船舶阻力与船舶推进

一、船舶阻力 总论第一部分：主要知识点一、船舶快速性的含义1、概念：船舶尽可能消耗较小的主机功率以维持一定航行速度的能力。

或者说，船舶快速性是在给定主机功率时，表征船舶航行速度高低的一种性能。

对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者，谓之快速性好，反之为差；或者，对一定的船舶要求达到一定航速时，所需主机功率小者，谓之快速性好，反之则否。

2、船舶能达到航速的高低取决于：它所受阻力的大小、主机功率大小和推进效率高低这三个因素。

3、主要内容：船舶阻力和船舶推进两个方面。

4、推进器是指把发动机发出的功率转换为推船前进的动力的专门装置和机构。

二、船舶阻力的分类 裸船体阻力静水阻力 船舶阻力水阻力 附体阻力船舶阻力 汹涛阻力 附加阻力空气阻力＊汹涛阻力：波浪中的水阻力增加值。

三、船体阻力的成因和分类1、成因船体在静水中运动时所受到的阻力与船体周围的流动现象密切有关。

1）兴波一般首柱后缘为波峰，尾柱前缘为波谷，改变了船体周围的水压力分布，船首的波峰使首部压力增加，而船尾的波谷使尾部压力降低，于是产生首尾流体动压力差（与船航行方向相反）。

这种由兴波引起的压力分布改变所产生的阻力称为兴波阻力，一般用R w 表示。

从能量观点看，船体兴起的波浪具有一定的能量，这些能量必然由船体供给。

这种由于船体运动不断兴波而耗散能量所产生的阻力称为兴波阻力。

2）边界层当船体运动时，由于水的粘性，在船体周围形成“边界层”，从而使船体运动过程中受到粘性切应力作用，亦即船体表面产生了摩擦力，它在运动方向的合力便是船体摩擦阻力，用R f 表示。

从能量观点看，船体携带边界层水流一起前进，边界层水流质点不断消耗能量体现为摩擦阻力。

首部水压力尾部水压力补充：牛顿内摩擦定律dv dyτμ=。

μ：流体的动力粘性系数，2/N s m ⋅；/νμρ=：流体的运动粘性系数，2/m s 。

ν和ρ均为水温的函数。

3）边界层分离在船体曲度骤变处，特别是较丰满船的尾部由于水具有粘性常会产生旋涡，旋涡处的水压力下降，从而改变了沿船体表面的压力分布情况，使首压力大于尾压力。

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（3）造成有利的波系干扰。最常见的是采用球鼻首； （4）高速排水型艇安装消波水翼。 7. 简述提高推进性能的基本作用原理。 答： （1）减小或消除船尾的水流分离，减小粘压阻力； （2）改善螺旋桨的进流，使桨之进流更均匀些，以改善船体与桨之间的匹配； （3）产生附加推力； （4）使桨之进流预旋或消除桨后周向诱导速度，使螺旋桨尾流中原先所损失的旋转能量部分收回。 8. 简述进速系数 J 变化对螺旋桨性能的影响。 答： （1）当进速系数 J 0 时，螺旋桨只旋转而不前进，升力将与推力重合，各叶元体具有最大的攻角，所以推力和转矩都达到最大值。 （2）当转速保持不变，随着 J 的增加，攻角随之减小，从而推力和转矩也相应减小。当 J 增加到某一数值时，螺旋桨发出的 推力为零，但叶元体仍遭受旋转阻力。此时螺旋桨旋转一周所前进的距离为无推力进程或实效螺距，用 P1 表示。 （3）若 J 继续增至某一数值时，螺旋桨不遭受旋转阻力，此时螺旋桨产生负推力。螺旋桨不遭受旋转阻力时旋转一周所前进的 距离称为无转矩进程或无转矩螺距，用 P2 表示。 对于一定的螺旋桨而言， P2 P1 P 。 9. 简要叙述采用泰洛法估算船舶阻力的步骤。 答： （1）计算设计船的船型参数； （2）确定湿面积系数； （3）计算摩擦阻力系数； （4）求剩余阻力系数； （5）计算总阻力和有效功率。 10. 简要叙述延缓螺旋桨空泡发生的措施？ 答： （1）降低最大减压系数，即： ①增加螺旋桨盘面比； ②采用弓型叶切面或压力分布较均匀的其他切面形式； ③减小叶根附近叶切面的螺距； （2）提高螺旋桨的空泡数，即： ①在条件许可的条件下，尽量增加螺旋桨的浸没深度； ②减小螺旋桨转速。 11. 试说明肥大型船舶球鼻减阻机理。 答：满载时减小舭涡阻力，肥大型船首部旋涡——低压区，球首水流径向对流动，不产生旋涡； 压载时减小破波阻力，肥大型船破波情况比较严重——球鼻使首部型线向前延伸，改善首柱附近压力分布，减缓了首部破波情况。 12. 简要叙述傅汝德换算法。 答：由下列两部分构成： （1）傅汝德假定：假定船体阻力可以分为独立的两部分，即：摩擦阻力和剩余阻力，摩擦阻力只与雷诺数有关，粘压阻力与兴波 阻力合并为剩余阻力，只与傅汝德数有关，且适用比较定律； 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。 （2）换算关系 Rts=Rfs+(Rtm-Rfm) 13. 试说明叶元体第一阶段空泡和第二阶段空泡现象特征。 答：第一阶段空泡现象特征：局部空泡，对性能影响不明显，但可能产生剥蚀
K Q 及 0 。然后将计算结果以 J 为横坐标， K T 、 K Q 及 0 为纵坐标绘制出的曲线为敞水特性曲线。
31. 局部粗糙度：局部粗糙度又称结构粗糙度，只要为焊缝、铆钉、开孔以及突出物等引起的粗糙度。 32. 进速系数：螺旋桨进程与螺旋桨直径之比。 33.船舶快速性：是指船舶在给定主机功率情况下，在一定装载时于水中航行得快慢问题。包括船舶阻力和船舶推进。 34. 叶面、叶背：由船尾后面向前看时所见到得螺旋桨桨叶得一面称为叶面，另一面称为叶背。
01226 船舶阻力与推进试卷 第 3 页（共，对性能影响明显，无剥蚀 14. 绘制船舶阻力分类图。 答：
裸船体阻力 静水阻力 水阻力 船舶阻力 空气阻力 汹涛阻力 附体阻力 附加阻力 船舶阻力
15. 绘制螺旋桨效率成分与马力关系的示意图。 答：
16. 在波浪中引起阻力增加的主要原因是什么？ 答： （1）船体运动：船舶在波浪中航行时，将产生纵摇、升沉、横摇和摇首等各种运动，使阻力增加，航速降低。 （2）船体对波浪的反射作用：由于波浪遇到船体后，被船体反射而产生发射水波，改水波的能量就是船体阻力增值的一部分。 17. 简述减小摩擦阻力的方法。 答：对于常规船来说，减小兴波阻力的方法是设法减小其兴波幅值，从而使兴波阻力有所 减小。 （1）选择合理的船型参数； （2）造成有利的波系干扰； （3）采用压浪板或压浪条等。 对于非常规船来说，要应用不同的设计概念减小兴波阻力。 18. 简述螺旋桨终结设计计算步骤。 答：⑴ 确定若干 V ⑵ 计算进速 VA ⑶ 计算 PD0.5 ⑷ VA2.5 ⑸ 计算 BP0.5 ; ⑹ 在相应图谱上,由 BP0.5 值与最佳效率曲线的交点读取: 螺距比,敞水效率和直径系数 ⑺ 计算直径 ⑻ 计算螺旋桨能克服的有效马力 ⑼ 以 V 为横坐标，直径、主机马力、螺距比、敞水效率和有效马力为纵坐标，画出直径、计算所需的主机马力、螺距比、 敞 水效率、 计算螺旋桨能克服的有效马力和有效马力的曲线， 过计算螺旋桨能克服的有效马力和有效马力的曲线交点引与纵坐标平行 的直线，从该直线与其它曲线的交点读取相应设计参数。 19. 避免或减轻螺旋桨空泡发生的措施有哪些？ 答：一般常采用下列措施： (1)从降低最大减压系数 max 着手： ①增加螺旋桨的盘面比 ②采用弓型切面或压力分布较均匀的其他切面形式。③减小叶根附近切面的螺距。 （2）从提高螺旋桨的空泡数 着手： ①在条件许可的情况下，尽量增加螺旋桨的浸没深度，以增大空泡数 。 ②减小螺旋桨转速。 （3）其他： ①提高桨叶的加工精度，使表面光滑平整以避免水流的局部突变。 ;
三、名词解释（每小题 3 分） 1. 汹涛阻力:是指船舶在风浪中航行时所增加的阻力部分 2. 变螺距螺旋桨:变螺距螺旋桨是指螺旋桨叶面各半径处的面螺距不等的螺旋桨 3. 滑脱、滑脱比:滑脱是指螺旋桨螺距和进程之差。滑脱比是指滑脱与螺距之比。 4. 推进器载荷系数:是指推进器单位面积上产生的推力与动压力之比。 5. 傅汝德定律:对于给定船型的兴波阻力系数仅是傅汝德数 Fr 的函数，当两形似船的 Fr 相等时，兴波阻力系数 Cw 必相等。 6. 粘压阻力:由粘性引起船体前后压力不平衡而产生的阻力称为粘压阻力。 （或由粘性消耗水质点的动能形成首尾压力差而产生的阻力 称为粘压阻力） 。 7. 形似船和相应速度:形似船是指仅大小不同形状完全相似（即几何相似）的船舶之间的统称。相应速度是指形似船之间，为了保持傅 汝德数 Fr 相同，则它们的速度必须满足一定的对应关系。 8. 雷诺定律:对一定形状的物体，粘性阻力系数仅与雷诺数有关，当雷诺数相同时，两形似物体的粘性阻力系数必相等。 9. 相当平板假定:实船或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摩擦阻力。 10. 最佳船长:对于高速船，船长增大，总阻力减小相当显著；继续增加，总阻力的减小趋势减缓；进一步增大船长，总阻力反趋增大。 对应于总阻力最低点的船长为最佳船长。 11. 伴流:船在水中以某一速度 V 向前航行时，附近的水受到船体的影响而产生运动，其表现为船体周围伴随着一股水流，这股水流称为 伴流或迹流。 12. 最佳效率曲线:在 Bp 设计图谱中，将各 Bp =常数时效率最高的点连成光滑的曲线，即得最佳效率曲线。 13. 空泡：螺旋桨在水中工作时，桨叶的叶背压力降低形成吸力面，若某处的压力降低到临界值 以下时，导致爆发式的汽化，水汽通过界面，进入气核并使之膨胀，形成气泡，称为空泡。 14. 水动力性能：是指一定几何形体的螺旋桨在水中运动时所产生的推力、消耗的转矩和效率与其运动间的关系。 15. 螺旋桨系列：所谓螺旋桨系列是指一定类型的螺旋桨按一定的次序变更某些主要参数，以构成一个螺旋桨系列。 16. 附体阻力：船舶设计水线以下的附属体，如舭龙骨、舵、轴包架、轴和支轴架等，统称为船舶附体。由于附体的存在而产生的阻力 成为附体阻力。 17. 形似船：形似船是指仅大小不同，而形状完全相似的船舶之间的统称。 18. 全相似定律：水面船舶的总阻力系数是雷诺数和傅汝德数的函数，若能使实船和船模的雷诺数和傅汝德数同时相等，就成为全相似。 19. 摩擦阻力：由水粘性引起的，船体周围形成边界层，使船运动时受到粘性切应力作用，其合力为摩擦阻力。 20. 兴波干扰：船舶首尾波系中的横波在船尾相遇而叠加，称兴波干扰。 21. 推进器：是指把发动机发出的功率转换为推船前进的动力的专门装置和机构。 22. 进速系数：螺旋桨进程与螺旋桨直径之比。 23. 推进系数：是指有效马力与机器马力之比。 24. 推进效率、推进系数：推进效率是指有效功率与推进器所收到的功率的比值。推进系数为有效功率和机器功率的比值。 25. 桨叶切面：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。 26. 主机功率、传送效率：主机发出的功率称为主机功率；推进器收到的功率与主机功率的比值称为传送效率。 27. 空气阻力：船舶在航行过程中，船体水上部分所受到的阻力，其中包括由于风的作用而产生的阻力。 28. 临界雷诺数：临界雷诺数乃为保证模型界层中达到紊流状态的最低雷诺数。 29. 敞水试验：螺旋桨模型单独地在均匀水流中的试验称为敞水试验。 30. 敞水特性曲线：在螺旋桨模型的敞水试验中，将测量的进速 V A 、转速 n 及其对应的推力 T 及转矩 Q 按公式算出无因次系数 J、 K T 、
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35. 叶根、叶梢：桨叶与毂连接处称为叶根，桨叶得外端称为叶梢。 36. 导边、随边：螺旋桨正在旋转时桨叶边缘在前面者称为导边，另一边称为随边。 37. 尺度效应：在应用试验方法研究船得快速性问题时，由于模型和实船之间的绝对尺度不同，且不 能同时满足所有的相关的动力相似定律，因而引起某些力、力矩或压力系数甚至流态等性能方面的差别，这种差别称为尺度效应。 四、 简答题（每小题 5 分） 1. 简要概括破波阻力的特性。 答： （1）破波阻力产生的条件是必须存在自由表面，将同一船型对叠船模进行深水拖曳试 验并进行尾流测量，结果表明并不存在次尾涡区。 （2）破波阻力随傅汝德数的增大而增加。 （3）对于同一丰满船型，在同样航速时，压载情况的破波阻力要比满载时的大。 2. 简要叙述三因次换算法的基本思想。 答： （1）粘压阻力与摩擦阻力合并为粘性阻力并与雷诺数有关； （2）兴波阻力与傅汝德数有关； （3）根据船模实验结果，认为粘性阻力系数与摩擦阻力系数之比为一常数。 3. 简述减小摩擦阻力的方法。 答： （1）从船体设计本身来看。船型参数的选择，特别是船体主尺度的确定要恰当，另外 减少不必要的附件如呆木等或尽量采用表面积较小的附体亦可以减小摩擦阻力。 （2）由于船体表面粗糙度对摩擦阻力的影响很大，因而在可能范围内使船体表面尽可能光滑，以期减小由表面粗糙度所增加的摩擦 阻力。 （3）控制边界层。将边界层内一部分流体进行抽吸，或自物体表面沿流动方向吹喷流体，达到减小摩擦阻力的目的。 （4）采用聚合物溶液降阻剂。在物体表面不断喷注稀释的聚合物溶液来减阻。 （5）改变与船体表面接触的流体。如水翼艇或气垫船在航行过程中都将船体抬出水面，从而使船体表面与空气接触。 4. 试述不同船型的兴波阻力系数曲线的差异。 答：不同船型的 C w 曲线的差异有： （1）当 Fr 0.15 时，无论是一般丰满船还是高速的瘦削船， C w 都很小。说明低速时兴波阻力成分很小。 （2）在整个速度范围内，在相同 Fr 时，较丰满船的 C w 比瘦削的高速船的 C w 均大，特别当 Fr 增大时，两者的差异极为明显。 （3）丰满船对应于较低的 Fr 数，C w 出现峰谷现象，而瘦削船仅在 Fr 0.5 附近存在 C w 峰值区，当 Fr 0.5 时，C w 随 Fr 增 大而趋减小。 5. 避免或减轻螺旋桨空泡发生的措施有哪些？ 答：一般常采用下列措施： (1)从降低最大减压系数 max 着手： ①增加螺旋桨的盘面比 ②采用弓型切面或压力分布较均匀的其他切面形式。③减小叶根附近切面的螺距。 （2）从提高螺旋桨的空泡数 着手： ①在条件许可的情况下，尽量增加螺旋桨的浸没深度，以增大空泡数 。 ②减小螺旋桨转速。 （3）其他： ①提高桨叶的加工精度，使表面光滑平整以避免水流的局部突变。 ②改善船尾部分的形状与正确安装桨轴位置减小斜流及伴流不均匀性影响。 6. 简述减小常规船兴波阻力的方法。 答： （1）选择合理的船型参数。如应用 P 理论根据给定的航速，合理选取船长和棱形系数 避免处于波阻峰点，选取进流段长度以不致发生肩波不利干扰； （2）设计良好的首尾形状。尤其是首尾形状的改变对兴波阻力的影响有时极为显著；