船舶实验
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期”。
是船舶横摇运动的重要标志,它对船舶耐2.横摇周期:即“横摇波性能具有很大影响。
船舶易遭横摇的程度和横摇的急剧程度都与横摇固有周期有关。
船的固有周期愈大’程度也愈小。
静水中通亍除该倾斜力矩,船对船舶施加倾斜力矩,入自由横摇状态。
静水愈平稳,并且通常它易遭横摇的使船舶产生初始横倾角0后,去中船舶自由横摇的衰减曲线是按中国石油大学船舶原理实验报告实验日期:成绩:班级:学号:姓名:教师:同组者:_具体实验内容:格式样板如下,字体均用宋体。
(填空,每空1分,共25分)1、实验目的(10)1、测量模型船的固有横摇周期、计算无因次阻尼系数。
2、通过实验了解船舶重心对横摇周期的影响。
2、实验原理(15)1.船舶的摇荡主要有下列六种形式:横摇、纵摇、艏摇、垂荡、横荡、纵荡。
其中,横摇、纵摇和垂荡对船舶航行的影响最大,而横摇有最易发生,摇荡幅值也最大,严重影响船舶安全。
船舶横摇状态II波浪上的横摇,则指数规律随时间而衰减的,相邻的两个横摇峰值或谷值之间的时间间隔极为横摇的固有周期Ts。
3.横摇衰减时历曲线、横摇消灭曲线和无因次阻尼系数由以上关系可得无因次衰减系数的表达式为:『沙架根据船舶在静水中的自由横摇衰减实验测得得到的衰减曲线,便可分析得到横摇的固有周期和无因次阻尼系数。
自由横摇理论同样适用于其他形式的单自由度震荡运动。
3、实验步骤(10)(1)确认所有实验设备处于正确的初始状态,包括:船舶(模)的摇摆运动不会受到干扰,倾角测量装置已上电并运行正常;(2)运行倾角测量软件;(3)给船舶施加倾斜力矩使其倾斜;(4)点击倾角测量软件界面上的“开始”按钮,此时开始测量倾角数据并显示在界面上;(5)去除倾斜力矩使船舶进入自由横摇状态;(6)等待一定时间后,点击倾角测量软件界面上的“暂停”按钮,停止测量倾角数据;(7)将记录下来的倾角数据保存在指定的文件中;(8)依次按第2、3、4三种状态摆放铁块位置,重复步骤(2)~(7);(9)点击倾角测量软件界面上的“退出”按钮,关闭该软件,结束实验。
船只阻力实验报告船只阻力实验报告引言:船只阻力是船舶工程中一个重要的研究课题。
了解船只在水中行驶时所受到的阻力,对于设计船舶的船体形状、推进系统以及预测船只的性能等方面都具有重要意义。
本实验旨在通过实际测量和实验验证,探究船只阻力的影响因素以及阻力与速度的关系。
实验步骤:1. 实验器材准备:实验所需的器材包括一艘小型船只、一根细长的绳子、一个测量距离的标尺、一个测量时间的计时器以及一块光滑的水面。
2. 实验准备:将船只放置在水面上,确保船只的船体完好无损,并且没有任何杂物附着在船体表面。
将绳子连接在船只的前部,并将其固定在水面边缘。
3. 实验过程:将船只轻轻推入水中,使其开始行驶。
同时,用计时器计时,并记录船只通过标尺所测得的距离。
重复实验多次,每次实验时,可以改变船只的速度或者其他相关参数。
实验结果:通过实验测量和数据记录,我们得到了以下的实验结果:1. 船只速度与阻力的关系:实验结果显示,船只的速度与阻力呈正相关关系。
当船只的速度增加时,所受到的阻力也相应增加。
这表明船只在水中行驶时,需要克服水的阻力才能前进。
2. 船只形状对阻力的影响:在实验中,我们还改变了船只的形状,比较了不同形状船只的阻力。
结果显示,船只的形状对阻力有着显著的影响。
一般来说,船只的船体越光滑、流线型,所受到的阻力越小。
这也是为什么现代船舶设计中注重减小船体阻力的重要原因之一。
3. 其他因素对阻力的影响:实验中,我们还尝试了改变水的温度、船只载重等因素对阻力的影响。
结果显示,这些因素对船只阻力的影响较小,主要影响船只的浮力和稳定性。
讨论与结论:通过以上实验结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 船只的速度与阻力成正比,即船只在水中行驶时,需要消耗更多的能量来克服水的阻力。
2. 船只的形状对阻力有着显著的影响,流线型的船体能够减小阻力,提高船只的速度和效率。
3. 其他因素对船只阻力的影响较小,主要影响船只的浮力和稳定性。
综上所述,船只阻力是船舶工程中一个重要的研究课题。
第1篇一、实验目的本次船舶认知实验旨在通过参观船舶实物、了解船舶的基本结构、性能和制造工艺,使学生掌握船舶的基本知识,增强对船舶工程的认识,提高专业素养。
二、实验内容1. 船舶分类与特点首先,我们了解了船舶的分类,包括客船、货船、油船、散货船、滚装船等。
每种船舶都有其独特的特点和应用领域。
例如,客船主要服务于旅客运输,具有舒适的客舱、餐饮、娱乐设施;货船主要用于货物运输,具有大容量的货舱;油船则专门运输石油等液体货物。
2. 船舶基本结构在实验过程中,我们详细了解了船舶的基本结构,包括船体、船舱、甲板、船舶动力系统、船舶控制系统等。
船体是船舶的主体结构,分为船首、船尾、船中三部分;船舱是船舶内部用于装载货物或乘客的空间;甲板是船舶表面的平面结构,用于人员行走、货物装卸等;船舶动力系统包括主机、辅机、推进器等,负责船舶的航行;船舶控制系统包括导航设备、通信设备、消防设备等,保证船舶的安全航行。
3. 船舶性能与制造工艺船舶性能主要包括航速、航程、抗风浪能力等。
航速是指船舶在单位时间内航行的距离,航程是指船舶从出发地到目的地的距离。
抗风浪能力是指船舶在恶劣海况下保持稳定性的能力。
船舶制造工艺主要包括船体焊接、船体分段组装、船舶涂装等。
焊接是船舶制造中的关键工艺,保证船体结构的强度和密封性;船体分段组装是将船体分为若干个部分,分别进行加工、焊接,最后组装成完整的船体;船舶涂装是为了保护船体,延长使用寿命。
4. 船舶动力系统船舶动力系统是船舶航行的心脏,主要包括主机、辅机、推进器等。
主机是船舶的主要动力源,分为柴油主机、燃气主机等;辅机包括发电机、空气压缩机、水泵等,为船舶提供辅助动力;推进器是将主机动力传递给船体的装置,包括螺旋桨、喷水推进器等。
5. 船舶控制系统船舶控制系统包括导航设备、通信设备、消防设备等。
导航设备包括雷达、GPS、罗经等,用于船舶的航行定位;通信设备包括无线电话、卫星通信等,用于船舶与岸上的通信;消防设备包括灭火器、消防泵、消防水带等,用于船舶的消防工作。
第1篇一、实验目的1. 了解船舶振动的基本原理和影响因素。
2. 掌握船舶振动测试方法及数据处理技术。
3. 分析船舶振动特性,优化船舶结构设计。
二、实验原理船舶振动是指船舶在航行过程中,由于各种因素(如波浪、风力、发动机等)引起的船体、船舱等结构的振动现象。
船舶振动不仅影响船舶的舒适性和安全性,还可能对船体结构造成损害。
本实验旨在通过振动测试和分析,了解船舶振动特性,为船舶结构设计提供依据。
三、实验仪器与设备1. 振动测试仪:用于测量船体、船舱等结构的振动加速度、速度和位移。
2. 激励器:用于模拟船舶在航行过程中受到的波浪、风力等激励。
3. 数据采集系统:用于采集振动测试仪的信号,并进行实时处理和分析。
4. 船舶模型:用于模拟实际船舶的振动特性。
四、实验步骤1. 搭建实验平台:将船舶模型固定在实验台上,连接振动测试仪、激励器和数据采集系统。
2. 设置实验参数:根据实验要求,设置激励器的频率、幅值等参数,以及振动测试仪的采样频率、采样点数等参数。
3. 进行振动测试:启动激励器,模拟船舶在航行过程中受到的激励,同时采集振动测试仪的信号。
4. 数据处理与分析:将采集到的信号传输到数据采集系统,进行滤波、频谱分析等处理,得到船舶振动特性参数。
5. 优化船舶结构设计:根据振动特性参数,分析船舶结构设计中的不足,提出改进措施。
五、实验结果与分析1. 振动加速度测试结果:通过振动测试仪采集到的振动加速度信号,可以看出船舶在航行过程中,船体、船舱等结构的振动加速度较大,尤其在波浪激励下,振动加速度更为明显。
2. 振动速度测试结果:振动速度测试结果表明,船舶在航行过程中,船体、船舱等结构的振动速度也较大,且随频率的增加而增大。
3. 振动位移测试结果:振动位移测试结果表明,船舶在航行过程中,船体、船舱等结构的振动位移较大,尤其在波浪激励下,振动位移更为明显。
六、结论1. 本实验验证了船舶振动测试方法的有效性,为船舶结构设计提供了依据。
船舶课内实验总结引言船舶课内实验是船舶与海洋工程专业的重要实践环节之一,旨在通过实际操作和实验验证,巩固和深化学生在船舶原理和设计方面的理论知识,培养学生动手能力和实践能力。
本文将对我参与的船舶课内实验进行总结和回顾,并就实验过程及实验结果进行分析和评价。
实验一:船舶结构设计与强度分析实验一旨在通过小组合作设计并制作一个小型船舶模型,然后对该模型进行强度分析。
我们小组按照给定的设计要求,选择合适的材料和工艺,制作出一个符合要求的船舶模型。
在进行强度分析时,我们采用了应变测试和力学试验等方法,得出了船身结构的强度指标。
实验一的结果令人满意,我们的船舶模型在载重试验中表现良好,未出现明显的变形或破损。
结合强度分析数据,我们得出的结论是该船舶模型具备良好的承载能力和结构稳定性。
实验二:船舶操纵性能测试实验二的目标是测试船舶的操纵性能,以评估船舶在不同操控条件下的操纵灵活性和稳定性。
在实验过程中,我们使用了船舶模拟器,模拟了载重、水深、风力等真实环境条件,并对船舶的转向、加速度、制动力等性能指标进行了测量和记录。
实验结果显示,船舶在各项测试项目中表现出色。
无论是直线航行还是曲线航行,船舶都能稳定地按照指令进行操作,并且船舶的制动和加速度控制也非常稳定。
总体而言,该船舶具备良好的操纵性能,适用于不同运输任务。
实验三:船舶动力性能测试实验三的目标是测试船舶的动力性能,以评估船舶的推进效率和燃油消耗情况。
在实验中,我们使用了实际的动力测试设备,通过测量船舶的推进力和燃油消耗量,来评估船舶的动力性能。
经过多次测试和数据分析,我们得到了该船舶的动力性能数据。
结果显示,该船舶的推进效率较高,燃油消耗情况也在可接受范围内。
这意味着该船舶在实际运输中能够以较低的能耗完成任务,具有较强的经济性和可行性。
实验四:船舶稳性分析和安全性评估实验四旨在对船舶的稳性进行分析和评估,并根据评估结果提出相应的改进措施,以提高船舶的稳定性和安全性。
一、实验目的1. 了解船舶的基本构造和主要部件;2. 掌握船舶的动力系统及其工作原理;3. 熟悉船舶的操纵性能和航行条件;4. 提高对船舶安全运行的认识。
二、实验器材1. 船舶模型;2. 动力系统实验装置;3. 船舶操纵装置;4. 相关实验数据记录表。
三、实验原理船舶实验主要是通过模拟船舶的实际运行,研究船舶的动力学、操纵性、稳定性等方面的性能。
本实验主要涉及以下几个方面:1. 船舶动力学:研究船舶在波浪、水流等外力作用下的运动规律;2. 船舶操纵性:研究船舶在不同航行条件下的操纵性能,如回转性、稳定性等;3. 船舶动力系统:研究船舶动力系统的工作原理、性能及故障诊断;4. 船舶航行条件:研究船舶在不同海况、气象条件下的航行性能。
四、实验步骤1. 船舶模型搭建:根据实验要求,搭建相应的船舶模型,包括船体、船首、船尾、动力系统等;2. 动力系统调试:对船舶动力系统进行调试,确保其正常运行;3. 船舶操纵实验:在模拟航行条件下,进行船舶操纵实验,观察船舶的回转性、稳定性等性能;4. 数据记录与分析:对实验过程中得到的数据进行记录和分析,得出实验结论。
五、实验结果与分析1. 船舶动力学实验:通过模拟船舶在波浪、水流等外力作用下的运动规律,得出船舶的稳性、横摇、纵摇等动力学性能指标;2. 船舶操纵实验:观察船舶在不同航行条件下的操纵性能,如回转性、稳定性等,分析船舶操纵性能的影响因素;3. 船舶动力系统实验:对船舶动力系统进行测试,分析动力系统的工作原理、性能及故障诊断方法;4. 船舶航行条件实验:研究船舶在不同海况、气象条件下的航行性能,为船舶安全航行提供参考。
六、实验结论1. 通过本实验,对船舶的基本构造、动力系统、操纵性能等方面有了更深入的了解;2. 实验结果表明,船舶的稳性、回转性、稳定性等性能与船舶设计、动力系统、航行条件等因素密切相关;3. 在实际航行中,应充分考虑船舶的性能,确保船舶安全、稳定运行。
1.1 船舶性能实验的途径和内容一.船舶性能实验的途径船舶性能实验的作用:船舶性能实验是研究船舶航行性能、进行船舶设计、发展船舶技术的重要方法。
船舶性能实验有以下两种途径:1.实船试验实船试验是实船在实际环境条件下进行的试验。
实船试验能获得实船的最终性能;但实船试验受自然环境条件的限制,需要花费大量的人力、物力、财力和时间。
虽然船模试验在许多方面具有实船试验不可比的优点,但实船试验也仍是研究船舶性能中不可缺少的方法。
2.船模试验船模试验是用船模在实验室内进行试验。
船模试验不受自然环境条件的限制,试验内容可以多种多样,且可重复进行。
有些破坏性试验,例如船舶翻沉原因试验等,只有采用船模试验。
此外,船模试验花费的人力、物力、财力和时间都比实船试验少得多。
船模试验结果要用恰当的换算方法,来预报实船的性能。
由于船模的试验状态与实船不可能完全相似,而采用的换算方法也不可能考虑到影响船舶性能的所有复杂的因素,因此船模试验也有其局限性。
二、进行船舶性能实验的意义:1. 预报新船的性能指标;2. 比较不同船舶的性能优劣;3. 验证理论研究和数值模拟的结果;4. 发现新的船舶特性、开发新的船舶技术。
1.2 相似准则一、几何相似1. 几何形状相同,且对应尺寸成同一比例;Ls/Lm=C L (长度比尺)2. 对应角度相等。
一般船模试验应满足几何相似的条件。
但备用桨模自航试验就不满足螺旋桨几何相似。
二、运动相似1. 对应点上的速度方向相同,大小成同一比例。
即:Vs/Vm=Cv (速度比尺)2. 对应点通过对应距离的时间也相同。
即:Ct = t s/t m =(Ls/Vs)/(Lm/Vm)=C L / Cv (时间比尺)3. 对应点的加速度也相似。
即:Ca= a s/a m =(Vs/t s)/(Vm/t m)=Cv / Ct (加速度比尺)三、动力相似船舶试验常用的动力相似准则有:全动力相似:如果船模与实船的所有相似准数都相同,则船模与实船满足全相似定律。
第1篇一、实验目的和意义本次船舶敞水实验旨在通过在循环水槽中对船舶模型进行单独的水流条件下的性能试验,达到以下目的:1. 配合自航试验,分析船舶推进的各种效率成分,并预估实船推进性能。
2. 分析比较各种船舶设计方案的优劣,选择性能最佳的船舶设计。
3. 进行船舶系列试验,将其结果综合绘制成图谱,供船舶设计使用。
4. 根据船舶试验结果,验证船舶理论,分析几何参数对船舶性能的影响规律。
二、实验原理与背景船舶敞水实验是船舶推进领域的重要实验之一,通过对船舶模型在循环水槽中的敞水试验,可以获取船舶在不同工况下的推进性能数据。
实验原理基于流体力学和船舶推进理论,主要包括以下几个方面:1. 相似定理:桨模和实桨满足几何相似、运动相似、动力相似,才能将模型试验数据应用于实桨。
2. 雷诺数:桨模试验的雷诺数必须超过临界值,以保证实验数据的可靠性。
3. 浸没深度:为了避免自由面兴波和吸入空气对桨性能产生不利影响,桨模进行敞水试验时,其浸没与水中的深度应满足一定条件。
三、实验设备与仪器本次实验使用的设备与仪器如下:1. 循环水槽:用于模拟船舶在水中的运动。
2. 螺旋桨模型:用于模拟实船推进系统。
3. 数据采集系统:用于采集实验数据。
4. 测速仪:用于测量螺旋桨转速。
5. 力传感器:用于测量螺旋桨受到的推力。
6. 计时器:用于测量船舶模型在水中的运动时间。
四、实验步骤与数据采集1. 实验准备:首先对实验设备进行检查,确保其正常工作。
然后,将螺旋桨模型安装在船舶模型上,调整螺旋桨的安装角度和浸没深度。
2. 实验开始:启动循环水槽,调整螺旋桨转速,使船舶模型在水槽中稳定运行。
3. 数据采集:使用数据采集系统实时采集螺旋桨转速、推力、船舶模型速度等数据。
4. 实验结束:关闭循环水槽,整理实验数据。
五、实验结果与分析1. 螺旋桨转速与推力关系:通过实验数据,可以得到螺旋桨转速与推力的关系曲线。
根据曲线,可以分析螺旋桨在不同转速下的推进性能。
船舶系泊试验内容
船舶系泊试验是指对船舶系泊性能进行实验和测试的过程。
主要内容包括以下几个方面:
1. 器材准备:包括船舶拖曳绳索、锚索、船锚、系泊浮标等器材的选择和准备,确保试验的安全和可靠性。
2. 环境测量:测量和记录试验现场的环境参数,包括风速、风向、海浪高度、波浪周期等,以便于后续的分析和评估。
3. 系泊方案设计:根据试验要求和船舶特性,设计合理的系泊方案,包括锚点的选择和相应的绳索配置。
4. 船舶系泊操作:通过拖曳绳索、锚索等将船舶牢固地系泊在指定的位置,确保船舶的稳定和安全。
5. 系泊力测量:使用力传感器等设备测量船舶系泊过程中受到的各个方向的力和力矩,以评估船舶的稳定性和系泊系统的可靠性。
6. 系泊性能评估:根据测量数据分析船舶的系泊性能,包括抗风性能、抗波浪性能、抗潮汐性能等,通过计算和对比不同系泊方案的数据,评估各个方案的优劣。
7. 试验记录和分析:将试验过程中的各项数据记录下来,包括系泊力、环境参数等,进行数据分析和处理,总结试验结果,并给出相应的建议和改进措施。
船舶系泊试验的目的是为了评估船舶系泊系统的性能,为船舶的实际运营提供参考和依据,同时也是对船舶设计和系泊系统的优化和改进提供了重要的测试数据和参考意见。
船舶与海洋工程实验技术实验报告班级:姓名:学号:指导老师:华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室2016年6月1日螺旋桨敞水试验一、实验目的(1)对于某一具体的螺旋桨,通过模型试验可以确定实际螺旋桨的水动力性能。
(2)通过多方案的试验研究,可以分析螺旋桨的各种几何要素对水动力性能的影响。
(3)检验理论设计的正确性,不断完善理论设计的方法。
(4)通过对螺旋桨模型的系列试验,可以绘制成专用图谱,供设计螺旋桨使用。
现时广泛使用的楚思德B 系列图谱和MAU 系列图谱等都是螺旋桨模型系列敞水试验的结果。
二、实验原理满足以下条件:几何相似; 螺旋桨模型有足够的深度; 试验时雷诺数应大于临界雷诺数。
进度系数相等。
22412252(,)(,)A A V nD T n D f nD V nD Q n D f nD ρνρν==螺旋桨雷诺数采用ITTC 推荐表达式:νπ2275.0)75.0(Re nD v c a +=临界雷诺数一般大于3×105为消除自由液面影响,桨模的沉深深度:m s D h )0.1-625.0(≥三、实验设备主要设备是螺旋桨动力仪 。
四、实验内容敞水试验通常是保持螺旋桨转速不变,改变拖车前进速度。
速度范围应从Va =0至推力小于零的进速之间,在该范围内测点取15个左右。
1、敞水箱安装敞水箱为流线型,螺旋桨的轴从敞水箱的前端伸出箱外,外伸长度必须使桨模位于箱前的距离大于螺旋桨直径的3倍,以避免箱体的影响。
敞水箱样式如下图所示。
动力仪和电机安装在敞水箱内。
2、仪器安装及操作进入数据采集界面,如图所示。
在拖车开动之前,要对采集系统进行调零。
即在水池水面平稳状态下,点击系统设定里面的“调零保存”,使该通道的工程值基本在0附近飘动。
在拖车开动之前,我们要给螺旋桨一定的转速。
具体转速的确定,要根据具体情况确定。
由进速系数公式 可知,螺旋桨直径D已定,如果螺旋桨转速n太低,我们需要提高进速V,才能是J达到足够到。
但是进速V的改变,受限于拖车速度。
此时,我们需要根据经验,给予适当大的转速n。
转动螺旋桨,当转速达到我们的要求后,我们先采集一段时间(相当于做系泊试验),然后开动拖车,此时,就不要再人为改变桨模转速。
当拖车速度稳定后,再次采集。
数据稳定一段时间后,再次改变拖车速度,等速度稳定后,再次采集。
每一段速度下,我们要收集桨模转速n、桨模推力T和扭矩Q。
然后进行数据处理,点击自航双桨里面的数据处理,输入你所命名的文件名,然后数据会有如下的显示,如图所示。
用鼠标框出平稳的一段,记录数据即可。
五、实验数据及处理。
在上述试验过程中,我们得到每个速度下的桨模转速n,推力T,扭矩Q。
然后还要在0速下,把螺旋桨卸下,转动电机,测量出0扭矩。
然后代入下面的表格中进行计算。
最后从表格中得出螺旋桨敞水性征曲线,如下图所示自航试验报告一、实验目的1)分析和研究各种效率成分,研究桨、船两者相互影响; 2)预报实船性能;3)判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。
二、实验原理自航试验时,要求船模和桨模的雷诺数超过临界雷诺数。
同时也要求满足弗劳德数和进速系数相等的条件,即为了试验时使各种力都成三次方关系,需要对摩擦阻力进行 修正,增加一个修正值F D ,人为地凑成三次方关系。
该修正 值称为摩擦阻力修正值,即3As Am s s m m s m m s mmv vn D n D v n n T T λρλρ======三、实验过程1.安装调试等准备工作;2.校正零点,采集零负载推力、扭矩;3.在某一航速下计算摩擦阻力修正值F D,在F D附近(从0到2 F D )取5个值,得到某一个航速不同的转速对应的推力和扭矩;四、实验数据及处理根据前面计算的摩擦阻力修正值,对应相应的状态和速度,进行插值得出要求的转速N、推力T、扭矩Q按等推力法进行自航数据分析,计算中已扣除零扭矩Q0。
已有相应的excel计算表格,可以进行较快捷的数据处理。
要处理的数据如下所示。
摩擦力修正值计算见实船性能预报采用(1+X ),K 2方法,根据经验取X =0.05,K 2=0.02。
实船螺旋桨转速:λ/2m S n K N = 实船螺旋桨收到功率:CP Q EHPX DHP ..)1(+=t s = t m[]fm fs f m m m s C K C K C t w t w )1/()1(*)04.0(04.0+++∆--++= (当w s > w m 时,依经验取w s =w m ) ηs = ηm 压载状态预报结果见。
实船自航因子及效率成份预报结果数据处理之后,绘制如下两个图。
五、实验误差1.行车速度不稳定2.电机转速不稳定导致读数的不稳定3.自航阻力和阻力试验阻力值不同船模阻力试验一、实验目的。
(1)确定船体阻力;(2)研究线型和船体参数变化对船体阻力的影响; (3)研究各种附体阻力及其对总阻力的影响; (4)选择优良的线型。
二、试验原理。
(1)二因次法 弗劳德假定:a.船的总阻力分为摩擦阻力和剩余阻力两部分组成。
且认为摩擦阻力仅与雷诺数有关,剩余阻力仅与弗劳德数有关; 因此,有:r mfm tmR R R += 或(Re)()tm fm rm c c c Fr =+根据弗劳德假定,实船的剩余阻力系数和模型的剩余阻力系数 是相等的。
而摩擦阻力是雷诺数的函数且与物体的形状有关。
b.由于流线型物体表面曲率对剩余阻力的影响不甚明显,弗劳德有假定,船的摩擦阻力与同速度、同长度、同湿表面积的平板摩擦阻力相同。
1957年的第八届ITTC 建议取2)2Re (log 075.0-=f c考虑到粗糙度对剩余阻力的影响,引入粗糙度附加值3104.0-⨯=∆f c实船裸体总阻力系数为TSN fs rs f c c c c =++∆实船的总阻力和有效功率为212ts ts s s R c Sv ρ=⋅,kW1000=ts sE R v P(2)三因次法三因次换算方法是1978年第15届ITTC 推荐的方法。
将船的总阻力分为三个部分,即平板摩擦阻力、粘压阻力和兴波阻力。
粘压阻力包括摩擦阻力的形状效应和因边界层分离而产生的旋涡作用。
两者均因水的粘性而产生,所以应为雷诺数的函数。
如果将摩擦阻力和粘压阻力合并计算,并称之为粘性阻力,可以写为:wf t c c k c ++=)1(式中,1+k 为形状因子,k 称形状系数。
它只与船形有关,且认为几何相似的船的形状因子1+k 是相同的。
形状因子根据船模在弗劳德数 Fr = 0.1-0.2 范围内阻力试验结果,按下式确定:(1+k)、A 及 n 等数值均由最小二乘法确定,指数n 的范围为 2.0~6.0。
船的总阻力可以写为we f t R R R R ++=三、实验内容。
1、船模图纸绘制,包含CAD 图纸修改、打印下料图、卡板图绘制三部分。
2、船模水线绘制及装载状态调整2.1 船模水线绘制,制作好船模后,要在船体绘制各个状态的水线,一般船首尾都要画。
这是船模下水后,调整浮态的依据。
2.2 装载状态调整,先对船模空船进行称重,然后根据计算好的排水量,在船模中加压载,使船模达到预定的浮态。
3.仪器安装及接线安装电测阻力仪,陀螺仪,超声波测距仪以及编程软件。
4.数据采集过程在水池平稳状态下,钢丝处于松弛状态时,进行调零。
当船速稳定后,采集数据,进行变速,稳定后采集,采集约10组数据。
四、实验数据以及处理。
模型阻力试验结果及实船阻力换算船模试验阻力曲线、实船有效马力预报曲线和实船纵倾角预报曲线绘制成如图所示。
图1 船模阻力试验结果图2 实船有效马力预报曲线五、试验误差。
试验本身的一些影响因素池壁影响;尺度效应;拖车速度(加速度、平稳度);轨道平直;消波(开过后,要等一段时间,等水平静后再开);测量仪器本身的误差。
附连水质量实验报告一、试验原理附连水质量是衡量船舶航行性能的重要指标之一。
进行附连水质量试验时,使用测试装置的六自由度平台带动试验船模使其在长度方向上受强迫往复运动,船模沿某一水平方向作周期性往复运动时,其水平运动二阶微分方程为:()m m xcx F +∆+= (1.1) 其中,m 为船模质量;m ∆为附连水质量;x为船模运动加速度;x为船模运动速度;c 为船模运动阻尼系数;F 为船模所受到的外力;()m m x +∆为船模惯性力;cx 为船模阻尼力。
其运动位移为sin x A t ω=,其中2f ωπ=,通过测试装置的控制系统设置位移A 和频率f 能使船模实现该运动。
对位移函数依次求导即可得到船模速度cos xA t ωω= ,船模加速度2sin x A t ωω=- 。
另外,通过六分力天平能够测得船模所受外力F 。
将这四组量置于横坐标均为时间轴的直角坐标系中。
如图1.1所示为船模作往复运动下,最终整理得到的船模位移、速度、加速度与所受外力与时间的关系曲线。
在图中竖线所在的时刻,船模速度为0,船模此时的阻尼力为0,提取该时刻的船模所受外力和运动加速度,按公式1.1即可求得船模在该加速度下的附连水质量。
二、 试验仪器六分力天平品牌为德国FC-K6D68,具体型号为K6D68 2kN/50Nm ,如图2.1所示,三个力的量程分别为2kN ,2kN ,4kN ,精度为±1N,三个力矩的量程为20Nm,精度为±0.1Nm ;六自由度平台带动试验船模做正弦运动的最大幅值为50cm,最大频率为1Hz ;数据采集软件与六分力天平配合使用,其窗口如图2.2所示,在使用测试装置进行船模水动力性能试验时,待测试装置平稳工作后再开启数据采集窗口,点击“清零按钮”后再点击“开始采集”按钮,通过六分力天平测得的船模所受力和力矩将显示在该窗口上,其中,窗口左侧显示船模所受力和力矩的实时图像数据,右侧则显示相应的数字数据,待试验结束后,点击“数据查看”按钮查看试验数据,再点击“数据存储”按钮进行数据保存,最后点击“退出”按钮退出数据采集窗口。
三、 试验船模t试验船模如图3.1所示,采用较为简单的箱型船体,其总长为1350mm,型宽为240mm,型深为240mm,最大吃水为120mm,排水量为10kg。
四、试验过程与结果为保证试验结果的可信性,选取多组位移A和频率f进行试验,如表4.1所示,试验如图4.1所示。
数据采集软件测得的数据如表4.2~4.7所示。
将每组实验结果与相应的加速度绘制成如图1.1所示图像,即可求出相应的附连水质量。
表4.1附连水质量试验分组编号运动位移A(m) 运动频率f(Hz)1 0.05 0.12 0.05 0.23 0.05 0.54 0.1 0.15 0.1 0.26 0.1 0.5第1组T=2.5+=0.22/0.02=11kg mm∆第2组T=1.25+=0.89/0.079=11.26 mm∆第3组T=0.5+mm∆第4组T=2.5+=4.443/0.394=11.28 mm∆第5组T=1.25+=1.788/0.158=11.32 mm∆第6组T=0.5+=11.089/0.986=11.24mm∆m=(11.24+11.32+11.28+11.84+11.26+11-10*6)/6=1.32kg五、误差分析1.试验过程中船舶不一定完美的按照正弦波的轨迹运动2.试验过程中同学在拖车上走动,影响试验精度。