第1章 绪论
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环境学概论_第一章_绪论
体的各个独立的、性质不同的而又服从整体变
化规律的基本物质组分。
可分自然环境要素和人工环境要素。 自然环境要素通常指水、大气、生物、阳光、 岩石、土壤等。
环境要素组成环境结构单元 环境要素单元又组成环境整体或环境系统，例如：
由水组成水体，全部水体总称为水圈；
由大气组成大气层，整个大气层总称为大气圈；
环境学概论
第一章 绪 论
第一章 绪论目录
第一节 环境及其组成部分 第二节 环境问题 第三节 环境学的研究内容和任务
时至今日，人们通过无数次的考察，在宇宙中最适 合人类生存和发展的星球，唯有地球。 迄今为止，在宇宙中，地球是个独立体，不能与别 的星球交流与合作。 目前适于人类生存的只有一 个地球，人类应该庆幸和珍惜 宇宙对我们的厚爱，倍加爱护 地球环境。我们有责任和义务 去了解地球家园的环境和出现 的问题，这样才能懂得如何去 珍惜地球，保护环境。
广义的讲，环境问题是指由自然的或人为的原因 引起生态系统的破坏，直接或间接影响人类生存和 发展的一切现实的或潜在的问题。
狭义的讲，环境问题是指由于人类的生产或生活
方式所导致的各种环境污染，资源破坏和生态系统
失调。
（1）第一环境问题(自然因素引起的环境问题)
第一环境问题也称原生环境问题，主要指自然界 发生异常变化，分两类： 一是如火山爆发、山崩、地震、海啸、台风、水 旱灾害等自然灾害； 二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素， 如某些地方水土中缺少(或过多)某些人体所需的化学 元素而导致疾病的发生(地方病)。
（二）环境学的内容
（三）环境学的分科
（四）环境学的主要任务
一、 环境学是一门新兴的学科
环境科学是经过上个世纪70年代初期便从零星
精品课件-数据结构教程(胡元义)-第1章
(4) 哈希(或散列)存储结构：此方法的基本思想是根据 数据元素的关键字通过哈希(或散列)函数直接计算出该数据元 素的存储地址。
第1章 绪论
顺序存储结构的主要优点是节省存储空间，即分配给数据 的存储单元全部用于存放数据元素的数据信息，数据元素之间 的逻辑关系没有占用额外的存储空间。采用这种存储结构可以 实现对数据元素的随机存取，即每个数据元素对应有一个序号， 并由该序号可以直接计算出数据元素的存储地址(例如对于数 组A其序号为数组元素的下标，数组元素A[i]可以通过*(A+i) 进行存取)。但顺序存储结构的主要缺点是不便于修改，对数 据元素进行插入、删除运算时，可能要移动一系列的数据元素。
第1章 绪论
(1) 分析阶段：分析实际问题，从中抽象出一个数学模 型。
(2) 设计阶段：设计出解决数学模型的算法。 (3) 编程阶段：用适当的编程语言编写出可执行的程序。 (4) 测试阶段：测试、修改直到得到问题的解答。 数据结构课程集中讨论软件开发过程中的设计阶段，同时 涉及分析阶段和编程阶段的若干基本问题。此外，为了构造出 好的数据结构及其实现，还需考虑数据结构及其实现的评价与 选择。因此，数据结构课程的内容包括了如表1.1所示的数据 表示和数据处理方面所对应的3个层次。
第1章 绪论
1.2.2 存储结构 数据的存储结构是数据结构在计算机中的表示方法，也即
数据的逻辑结构到计算机存储器的映像，包括数据结构中数据 元素的表示以及数据元素之间关系的表示。数据元素及数据元 素之间的关系在计算机中可以有以下四种基本存储结构：
(1) 顺序存储结构：借助于数据元素在存储器中的相对 位置来表示数据元素之间的逻辑关系。通常顺序存储结构是利 用程序语言中的数组来描述的。
第1章 绪论
第1章 绪论
顺序存储结构的主要优点是节省存储空间，即分配给数据 的存储单元全部用于存放数据元素的数据信息，数据元素之间 的逻辑关系没有占用额外的存储空间。采用这种存储结构可以 实现对数据元素的随机存取，即每个数据元素对应有一个序号， 并由该序号可以直接计算出数据元素的存储地址(例如对于数 组A其序号为数组元素的下标，数组元素A[i]可以通过*(A+i) 进行存取)。但顺序存储结构的主要缺点是不便于修改，对数 据元素进行插入、删除运算时，可能要移动一系列的数据元素。
第1章 绪论
(1) 分析阶段：分析实际问题，从中抽象出一个数学模 型。
(2) 设计阶段：设计出解决数学模型的算法。 (3) 编程阶段：用适当的编程语言编写出可执行的程序。 (4) 测试阶段：测试、修改直到得到问题的解答。 数据结构课程集中讨论软件开发过程中的设计阶段，同时 涉及分析阶段和编程阶段的若干基本问题。此外，为了构造出 好的数据结构及其实现，还需考虑数据结构及其实现的评价与 选择。因此，数据结构课程的内容包括了如表1.1所示的数据 表示和数据处理方面所对应的3个层次。
第1章 绪论
1.2.2 存储结构 数据的存储结构是数据结构在计算机中的表示方法，也即
数据的逻辑结构到计算机存储器的映像，包括数据结构中数据 元素的表示以及数据元素之间关系的表示。数据元素及数据元 素之间的关系在计算机中可以有以下四种基本存储结构：
(1) 顺序存储结构：借助于数据元素在存储器中的相对 位置来表示数据元素之间的逻辑关系。通常顺序存储结构是利 用程序语言中的数组来描述的。
第1章 绪论
第1章 人工智能-绪论
2020/8/1
人工智能
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学者们从不同的角度、不同的层面给出了各自的定义:
（1）人工智能是那些与人的思维相关的活动，诸如决策、问 题求解和学习等的自动化（Bellman，1978）。
（2）人工智能是研究怎样让电脑模拟人脑从事推理、规划、 设计、思考、学习等思维活动，解决至今认为需要由专家才 能处理的复杂问题（Elaine Rich，1983）。
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人工智能
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1.3人工智能的研究目标
➢ 近期目标
人工智能的近期目标是实现机器智能。即先部分地或 某种程度地实现机器智能，从而使现有的计算机更灵活 好用和更聪明有用。
➢ 远期目标
人工智能的远期目标是要制造智能机器。具体讲就是 使计算机具有看、听、说、写等感知和交互能力，具有 联想、学习、推理、理解、学习等高级思维能力，还要 有分析问题解决问题和发明创造的能力。
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人工智能
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1.5人工智能的研究领域
1.5.1 博弈（Game Playing） 1.5.2 自动定理证明（Automatic Theorem Proving） 1.5.3 专家系统（Expert System） 1.5.4 模式识别(Pattern Recognition) 1.5.5 机器学习（Machine Learning） 1.5.6 计算智能（Computational Intelligence） 1.5.7 自然语言处理（Natural Language Processing） 1.5.8 分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence） 1.5.9 机器人（Robot）
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人工智能
第一章绪论
2、农业的根本特性
（1）农业的本质特征——自然再生产与经济再生产相交织
农业具有生产对象具有其固有的生长、发育、繁殖的规律；土地是必不可少的、重要的生产资料农业生产与外界自然环境关系密切；农业内部各生产门类之间相互依存；农业生产时间与劳动时间不一致；农产品具有消费资料与生产资料的双重属性；农产品具有鲜活易腐烂且体积大等一般特征。
由于农业是人类直接利用生物、太阳能、土壤、气候等自然力的生产活动，农业生产一方面是人类劳动产品、劳动力和生产关系等经济现象的再生产过程，同时又是生物的生长和繁衍及其与自然界进行物质和能量相互转换的自然现象的再生产过程。因此，经济再生产与自然再生产相交织是农业的根本特性。
自然再生产---指生物依靠自然环境和自身的生活机能而进行的自然生长发育过程（生物的自然生长发育过程），即生物有机体同自然环境之间不断进行物质、能量交换和转化的过程。自然再生产过程是生物通过自身的代谢活动而实现的，它是农业再生产的自然基础。亦可理解为：作为农业生产对象的动、植物（和微生物）通过自身的生长、发育、繁殖而自行增殖的过程。
社会功能包括为农民提供谋生手段和就业机会、提供生活和社交场所；有助于形成和维持农村生活模式及社区活动；减少农村人口盲目向城市流动，保持社会稳定，形成社会资本；在发展中国家，农业还可以消除贫困，替代社会福利保障。
粮食安全功能指所有人在人任何时候都在经济上有能力并且可以获得足够数量卫生安全和营养的食物。其构成要素为充足的供给、供给的稳定性、粮食的可获得性、食物的卫生安全、质量和偏好等。其实现途径为依靠自己生产（自给自足）、依靠进口及二者结合。开放贸易有助于稳定世界农产品市场，反之又有利于稳定粮食进口国的价格和保障其国家粮食安全。
农业除了确保粮食和其它农产品的供给之外，还要发挥防止洪涝灾害、涵养水源、防止土壤侵蚀和水土流失、处理有机废弃物、净化空气、提供绿色景观和自然景观，以及传统文化的继承等多方面的作用。目前，欧盟、日本和韩国等国，已经将农业的多功能性作为保护其国内农业和农产品市场，维持其高度农业保护政策的口实。
（1）农业的本质特征——自然再生产与经济再生产相交织
农业具有生产对象具有其固有的生长、发育、繁殖的规律；土地是必不可少的、重要的生产资料农业生产与外界自然环境关系密切；农业内部各生产门类之间相互依存；农业生产时间与劳动时间不一致；农产品具有消费资料与生产资料的双重属性；农产品具有鲜活易腐烂且体积大等一般特征。
由于农业是人类直接利用生物、太阳能、土壤、气候等自然力的生产活动，农业生产一方面是人类劳动产品、劳动力和生产关系等经济现象的再生产过程，同时又是生物的生长和繁衍及其与自然界进行物质和能量相互转换的自然现象的再生产过程。因此，经济再生产与自然再生产相交织是农业的根本特性。
自然再生产---指生物依靠自然环境和自身的生活机能而进行的自然生长发育过程（生物的自然生长发育过程），即生物有机体同自然环境之间不断进行物质、能量交换和转化的过程。自然再生产过程是生物通过自身的代谢活动而实现的，它是农业再生产的自然基础。亦可理解为：作为农业生产对象的动、植物（和微生物）通过自身的生长、发育、繁殖而自行增殖的过程。
社会功能包括为农民提供谋生手段和就业机会、提供生活和社交场所；有助于形成和维持农村生活模式及社区活动；减少农村人口盲目向城市流动，保持社会稳定，形成社会资本；在发展中国家，农业还可以消除贫困，替代社会福利保障。
粮食安全功能指所有人在人任何时候都在经济上有能力并且可以获得足够数量卫生安全和营养的食物。其构成要素为充足的供给、供给的稳定性、粮食的可获得性、食物的卫生安全、质量和偏好等。其实现途径为依靠自己生产（自给自足）、依靠进口及二者结合。开放贸易有助于稳定世界农产品市场，反之又有利于稳定粮食进口国的价格和保障其国家粮食安全。
农业除了确保粮食和其它农产品的供给之外，还要发挥防止洪涝灾害、涵养水源、防止土壤侵蚀和水土流失、处理有机废弃物、净化空气、提供绿色景观和自然景观，以及传统文化的继承等多方面的作用。目前，欧盟、日本和韩国等国，已经将农业的多功能性作为保护其国内农业和农产品市场，维持其高度农业保护政策的口实。
第1章(731)教材配套课件
第1章 绪 论
1.2.4 移动通信的工作方式 1. 单工通信 单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信。根据
收、发频率的异同，又可分为同频单工和异频单工。单工通信 常用于点到点通信，如图1-3所示。
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第1章 绪 论
图1-3 单工通信
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第1章 绪 论
2. 双工通信 频分双工(FDD)是一种上行链路(移动台到基站)和下行链 路(基站到移动台)采用不同的频率(有一定频率间隔要求)工作 的方式。FDD模式工作在对称的频带上，如图1-4所示。
复杂而人口稀疏的地区实现移动通信，具有独特的优越性，很 早就引起了人们的重视。卫星移动通信系统按其卫星高度可划 分为：地球同步轨道卫星(Geostationary Earth Orbit，GEO)系统、 中轨道卫星(Medium Earth Orbit，MEO)系统和低轨道卫星 (Low Earth Orbit，LEO)系统。
图1-8 集中式控制方式的单区系统
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第1章 绪 论
1.3.3 无线电寻呼系统 无线电寻呼系统是一种单向通信系统。一个简单的寻呼系
统由三部分构成：寻呼控制中心、发射台和寻呼接收机，如图 1-9所示。
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第1章 绪 论
图1-9 无线寻呼系统网络结构
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第1章 绪 论
1.3.4 卫星移动通信系统 卫星移动通信系统利用卫星中继，可在海上、空中和地形
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第1章 绪 论 32
第1章 绪 论
1.3.5 蜂窝移动通信系统 蜂窝移动通信系统的通信网络结构呈蜂窝状，即采用蜂窝
结构实现网络覆盖的移动通信系统。在蜂窝系统中，整个覆盖 区被划分为许多小区，小区定义为一个基站的有效覆盖面积， 其理论形状为正六边形。移动通信网利用蜂窝小区结构实现了 频率的空间复用，从而大大提高了系统的容量。蜂窝的概念也 真正解决了公用移动通信系统要求容量大与有限的无线频率资 源之间的矛盾。
第一章 绪论
第一章 绪 论一、学习导引1、 流体的压缩性和热胀性流体具有质量，单位体积里的质量称为密度，记作ρ，其单位是3/m kg 。
流体的密度与压强p 和温度T 有关，即),(T p ρρ=,以上称为流体的状态方程。
气体的状态方程为RT p ρ= （1-1）式中，p 是压强，单位是2/m N 或Pa;T 是绝对温度,单位是K （开）；R 是气体常数，对于空气，)/(287K kg m N R ⋅⋅=。
密度的倒数称为比容，记作ρ/1=v ，单位是kg m /3，它表示单位质量流体所占据的体积。
温度和压强的变化都会引起密度的变化，根据全微分的概念，密度的变化率为dT dp dT Tdp p d T ακρρρρρρ-=∂∂+∂∂=11 （1-2） 式中，Tvv T T ∂∂=∂∂-=11ρρα，称为热膨胀系数，单位是1/K 。
它表示增加单位温度时，体积的变化率。
pvv p ∂∂-=∂∂=11ρρκ （1-3） 称为体积压缩稀疏，它表示在温度不变时，增加单位压强所引起的体积压缩率。
κ的倒数记作E ，称为体积弹性系数，即vpvp E ∂∂-=∂∂=ρρ（1-4） 单位是Pa ，它表示体积压缩率为1时所需的压强增量。
由RT p ρ=知气体的体积弹性系数ρ1=E (1-5)液体在20℃时的体积弹性系数)(0B p pnp E += (1-6) 2、流体的粘性粘性是流体抵抗变形运动的能力。
粘性产生的原因是流体的分子之间存在内聚力以及流体内部存在剧烈的动量交换。
粘性切应力是粘性的具体表现。
粘性切应力τ与流体微团的角变形速率有关。
对于一元流动，dyduμτ= （1-7）式中，μ称为流体的动力粘性稀疏，单位是2/m s N ⋅。
流体的运动粘性系数记作υ，其定义是ρμν= 单位是s m /2。
3、表面张力液体的表面有张力。
液体自由面上单位长度的流体线所受到的拉力称为表面张力稀疏，记作σ，单位是m N /。
液体与固体壁面接触时，在液体壁面与固壁面的交界处作液体表面的切面，此切面与固壁面在液体内部所夹的角度θ称作接触角。
第1章 绪论
《森林防火条例 》
1988年1月16日国务院公布，自1988年3月15日起施行 目 录 第一章 总则
第二章
第三章 第四章 第五章 第六章
森林防火组织
森林火灾的预防 森林火灾的扑救 森林火灾的调查和统计 奖励与处罚
第七章
附则
火 火 火！
什么是火？
火是一种自然现象，它是可燃物与氧等 助燃物质发生剧烈氧化反应，并伴有放 热发光的燃烧现象。
我国森林火灾的特点
损失严重
1987年 中国大兴安岭 133万公顷
大面积森林火灾多发生在偏远山区和林区 森林火灾波动性大 目前森林火灾大幅下降
我国林火管理目标
从生态观点出发，根据森林的实际情况和现代技 术的理论水平，进行综合森林防火规划，采用人 为和天然的多种防火措施，有效地控制森林火灾， 使森林火灾的发生控制在允许范围之内，并将森 林火灾的损失限制在一定经济水平，充分发挥火 的有益生态效益，以维护生态平衡，繁荣林区经 济。
——最大限度地控制森林火灾的发生与发展，充分 发挥林火的生态效益。
四、我国森林火灾划分标准
分类
五、我国森林防火管理法律 制度及依据
中国华人民共和国森林法 森林防火条例
中华人民共和国森林法实施条例
六、森林防火主要内容
林火基础理论 林火与环境 林火与生态系统 森林火灾预防 林火扑救 火的应用 林火评价
而美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等国，虽然防火灭 火手段先进，但由于地广林多，加之受气侯的影响，森 林火灾仍然很严重。
中国森林防火吉祥物“威威” 中国森林防火吉祥物诞生于2007年4月4日，名字叫“威 威”，其名字与保卫的“卫”字谐音。 防火虎“威威”身穿森林消防制服，背负风力灭火机，帽徽 为中国森林防火徽标，胸前的“CFFM”是“CHINA FOREST FIRE MANAGEMENT”（中国森林防火）的英文 缩写。
《生理学》第一章 绪论
生理性适应:是指身体内部的协调性反应，例如，在强光 照射下，瞳孔缩小以减少光线进入眼内，使视网膜免遭损 伤。 行为性适应:常有躯体活动的改变，例如，在低温环境中 机体会出现趋热活动；遇到伤害性刺激时会出现躲避活动。
四、生殖(Reproduction)
生殖是生物体繁殖后代、延续种系的一种特 征性活动。成熟的个体通过无性或有性繁殖方式产
刺激引起组织发生反应具备的条件：
（1） 强度 1）阈强度或阈值：引起组织发生反应的最小刺 激强度。
2）阈刺激：引起组织发生反应的最小刺激。
3）阈上刺激： 4）阈下刺激： （2） 时间 （3） 刺激强度变化率
三、适应性(Adaptability)
适应(adaption)：机体按环境变化调整自身生理功能的过 程。 适应性(adaptability)：机体能根据内外环境的变化调整 体内各种活动，以适应变化的能力。
第一节 生理学的任务、研究内容及方法
一、生理学的概念及任务
（一）概念：生理学（physiology）是研究生物机 体的生命活动现象、规律和功能的一门科学。
（二）任务：研究机体各系统、器官和细胞的正常活动过程，
特别是各器官、细胞的功能表现的内部机制，不同细胞、器官、 系统之间的相互联系和相互作用，从而理解机体作为一个整体。 在各种疾病情况下，身体某个或某些部分发生的变化，器官在 疾病时发生的功能变化、功能变化与形态变化之间的关系及对
兴奋性的周期性变化
当组织、细胞受到一次刺激发生兴奋时，组织、细胞的兴奋性将产生 一系列有规律的周期性变化。组织、细胞兴奋过程中兴奋性的周期性变化 ，依次分别为绝对不应期（absolute refractory period, ARP）、相对不应 期（relative refractory period, RRP）、超常期（supernormal period, SNP ）和低常期（subnormal period）。 绝对不应期是指组织细胞在一次兴奋初期很短的时间内，对于任何强
第1章模式识别绪论-西安电子科技大学
第1章 绪论
图 1-1 模式识别系统的组成框图 1. 信息获取 对于人脑识别而言, 人脑通过感觉器官获取模式信息。 对于机器识别来说, 由于计算机只能处理数字信号, 计算机 获取模式信息意味着实现观察对象的数字化表达, 因此, 需 要借助于各种传感器设备, 将视觉、 听觉、 触觉、 味觉、 嗅觉等信息转化为电信号, 再通过模/数(A/D)转换装置将 电信号转换成数字化信息。 信息获取过程如图1-2所示。
第1章 绪论
例如, 在二战时期, 一名高素质的情报人员根据看到的 一只经常出来晒太阳的波斯猫推断出敌方高级指挥所的位 置, 从而为己方提供了非常有价值的情报信息。
对于听觉而言, 人耳将声音信息传至大脑, 由大脑对所 接收的声音信息进行识别和理解, 获得声音所属的语言种类 (语种识别)、 声音所对应的说话人(说话人识别)以及声音所 包含的关键词(关键词识别)等。 除此之外, 人还具有对触觉、 味觉、 嗅觉等信息的类识别能力, 且也具有低级和高级两个 层次。
第1章 绪论
1.2
模式识别的本质就是根据模式的特性表达和模式类的划 分方法, 利用计算机将模式判属特定的类。 因此, 模式识别需 要解决5个问题: 模式的数字化表达、 模式特性的选择、 特 性表达方法的确定、 模式类的表达和判决方法的确定。 一 般地, 模式识别系统由信息获取、 预处理、 特征提取和选择、 分类判决等4个部分组成, 如图1-1所示。
第1章 绪论
分类特性的选择是模式识别系统设计中非常重要而又关 键的一步, 与识别目的具有很大的相关性, 且往往对领域专家 有较强的依赖性。 例如, 在遥感图像军事目标识别中, 需要结 合军事专家的知识和判图专家的判读分析经验, 形成对目标 的特性描述, 如描述一个舰船目标, 可选用舰船长度、 宽度、 高度等特性。
上海交大硕士学位论文 第一章 绪论
第一章绪论1.1 研究的背景及意义粮食是一个国家赖以生存与发展所必不可少的物质基础之一，粮食安全是古今中外任何国家政府都必须予以高度重视的一件大事。
早在2500多年前，中国古代伟大的思想家孔子就曾指出，一个国家或政府若能“足食、足兵”，则“民信之矣”。
中国还有一句流传久远的俗语：“民以食为天”，可见在很早以前，人们就已经充分意识到了粮食与粮食安全的极端重要性。
粮食的储藏与储备是确保粮食安全的一个非常重要举措。
中国在粮食储藏储备方面有着源远流长的历史，也曾积累了非常丰富的经验。
据考古发现，远在仰韶文化时期就出现了粮仓的雏形，春秋战国时期就形成了正规的粮仓。
隋唐时代的洛阳含嘉仓，设施完善，造型优美，是中国历史上著名的大型粮仓[1]。
由国家出面进行的粮食储藏与储备行为，即为国家战略粮食储备。
依靠国家战略粮食储备，熟练应用买入与抛出的价格平衡杠杆，在丰年可以帮助农民销售盈余的粮食，防止谷贱伤农；在歉年可以平抑物价，防止物价飞涨，乃至直接赈济灾民，维护社会安定。
在中国历史上，也有某些时期由于种种原因，国家粮食储备崩溃，成为引发社会大动荡的导火索。
粮食储藏对于一个国家来说如此重要，如何有效地进行粮食储藏便成为一直以来人们不懈的追求。
随着时代的发展，认识的进步，进入新世纪以来，可持续发展战略逐渐成为世界各国的共识。
可持续发展战略共识的形成，对于粮食储藏提出了新的更高要求，即在过去所追求的高质量、高效益基础上，还要加上低能耗以及低污染。
在此背景下，世界各国开始积极探索减少储粮损失、保持储粮品质、降低储粮成本、减少或避免环境污染的绿色储粮新技术。
其中，低温储粮是最被看好的绿色储粮技术之一。
所谓绿色储粮，是指采用有效的生态手段，避免化学药剂污染，延缓粮食陈化过程，确保粮食安全、卫生的综合性防治方法，它是以储粮生态学理论为指导的储粮技术。
低温储粮，则是指利用自然低温条件或机械制冷设备，降低仓储粮食温度，并利用仓房围护结构的隔热保温性能，确保粮食在储藏期间的粮堆温度维持在低温(15℃)或准低温(20℃)以下的一种粮食储藏技术。
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船舶运动速度流向船体，因为船舶作匀速直线运动，随体坐标 系是惯性坐标系，因而在随体坐标系中得到的阻力就等于船舶 所受到的阻力。
船 舶 阻 力 的 一 些 基 本 概 念
•
相对运动和绝对运动
在静止坐标系和随体坐标系中水质点的运动轨迹是不 同的，这一点对于初学者常常是容易被忽视的问题。
位置1
A
1
船首伴流
（通常是沿着船舶 前进方向）
船舶受到的 合外力
•船舶水动力在垂直方 向上的投影为升力，
合力矩均等于零， 则船舶在水面上 静止或作匀速直 线运动； • 若合力或合力矩 不等于零，船舶 做非定常运动
水的静压差 力=浮力
（方向是垂直向上）
•在船舶运动相反方向 上的投影为阻力， •在舷侧方向上的投影 为横向力；
船舶阻力曲线就是船舶阻力随航速 变化的关系曲线。
在同一航速下（相同航行条件）， 阻力越小，则船舶的阻力性能越好。
有效功率曲线 有效功率曲线
有效功率（有效马力)
表示船舶在给定航速航行时，为了克服阻力作用所需消耗 的功率，表示为 Pe R U 其中：R为船舶阻力，U为航速。 有效功率的单位通常用千瓦（KW）或马力（hp）来表示,有 效功率也常称为有效马力。 在船舶设计中，确定了船舶阻力后要给出有效功率曲线 有效功率曲线也是螺旋桨 船舶的快速性能好，就是在满足设计 设计的重要依据。
船体阻力
其中，S为船舶正浮状态下与水接触的船体外 表面积，也称为船体湿表面积。 上式右侧第一项为作用在船体表面上剪切应 力的合力在船舶运动方向上的投影，即摩擦阻力 Rf;右侧第二项为船体表面压力的合力在船舶运动 方向上的投影，即压阻力Rp；
应该注意的是 ，压阻力中包含有粘压阻力 和兴波阻力两种不同性质的力。兴波阻力即使 在理想流体中也仍然存在，而摩擦阻力和粘压 阻力都是由流体的粘性引起的，在理想流体中 则不存在。我们习惯上将后二者合并成为粘性 阻力Rν，为此船体阻力又可按照流体性质分类：
1.3 船舶阻力的研究方法
1、试验方法（船模、实船）； 2、理论方法； 3、数值模拟
在船舶阻力研究中，上述三种方法相辅相成， 缺一不可。 数值模拟依赖于理论研究建立数学模型；试验 研究可以验证理论计算结果，并证明其正确性； 同时，理论研究和数值模拟可为试验研究提供理 论指导。
1、理论方法
该方法是根据观察实际现象，进行力学抽象从 而利用流体力学的基本理论和数学工具分析、研究和 计算船舶阻力问题。这种方法近些年来取得了很大进 展，但目前尚未被普遍运用到船舶设计与制造中去， 原因在于：一方面船体形状及其运动情况极其复杂； 另一方面为了简化分析，在一些实际问题中引进了一 些近似假定，因此计算结果与实际情况存在一定出入， 造成所得结果准确性较差。 需要说明的是，虽然理论方法目前在定量研究 方面存在差距，但常常可被用来解释现象，指出研究 方向。近些年来流体力学、数学，特别是计算机技术 的发展，有力地推动了理论研究工作的进一步发展， 因而理论分析方法仍不失为重要的研究手段之一。
船舶阻力
船舶所受到的作用在其上并与船 舶运动方向相反的流体（水和空气） 作用力。
影响船舶阻力的因素
• 船型 • 航速 • 航行环境（航道、波浪等）
影响船舶阻力的因素
• 同一航速的不同船型在航行时所受到的阻
力是不同的；
• 同一艘船舶在不同航速航行时所受到的阻
力是不同的；
• 同一艘船舶以同一航速在不同航道或海况
3、数值模拟方法
数值模拟是随着流体力学的不断完善，计算机 软、硬件技术的不断提高，各种新计算方法不断出 现，已有计算方法不断完善（如有限体积法、差分 法等）而出现的研究方法。 应用数值模拟，可对更多问题获得有实用价 值的数值解。 目前已出现多种可用于船体周围流场模拟和阻 力计算的商业软件。 在船模试验以前，可以通过数值模拟，对试验 中大量的重复性试验进行优化研究，进而减少重复 试验，节省试验中的人力、物力投入。同时，通过 数值模拟还可以发现一些试验中无法发现的现象， 对有危险而无法进行试验的现象进行模拟等。
第1章 绪论
一、船舶阻力的分类
船舶阻力
二、船舶阻力的基本概念 三、船舶阻力的研究方法 四、船舶阻力与快速性的关系 五、与船舶阻力相关的其他问题
1.1 船舶阻力研究内容 及其与船舶快速性之间的关系
船舶受力
地球引力
（方向是垂直向下）
水动力
（流体作用在 船舶上的动力）
• 若这四种合力及
推进器提供 的推力
2、试验方法
试验方法包括船模试验和实船试验。 船模试验是目前研究船舶快速性能的主要方法，目前在国内 外应用较为广泛，一些较重要的船舶几乎没有未做模型试验就进 行建造的，很多优良船型几乎都是通过大量模型试验得到的。船 模试验就是通过一定缩尺比的船模在试验水池中的运动来模拟实 船运动，并在试验中观察船体周围的流动现象，测量相关数据， 探讨有关机理等。在船模试验中观察到的流动现象清晰、直观， 同时试验结果可为造船工程提供较准确的定量数据。 与实船试验相比，船模试验的优点在于不受外界环境的限制， 花费的人力、物力较少，缺点在于其受到试验条件、设备等方面 限制，同时模型与实船之间存在尺度差异，因而模型试验难以保 证船模与实船周围的流动完全相似，所以模型试验无法取代实船 试验。 实船试验的目的是鉴定船舶各项性能是否达到设计要求，并 验证根据船模试验结果预报的实船航行情况的准确性。因为实船 试验在经济上花费较大，因而只有新建船舶才进行例行试航。
•对民用船舶而言可以提高船舶 的使用性和经济性，对军用舰船 而言，可提高船舶的战斗力（隐 身性、战斗力和生命力等）。
显然，根据快速性的含义，船舶 快速性的优劣不仅与船舶航行过程中 的阻力性能有关，而且与该船的推进 效率等有关。
船舶快速性包括“船舶阻力” 和“船舶推进”两方面的内容。
阻 力 、 推 力 和 主 机 之 间 关 系 示 意 图
静水阻力： 可分为裸船体阻力（船体阻力）和附体阻力。
船舶阻力的划分
水阻力中的船体阻力则是本书中重点 介绍的内容。
船体阻力的划分
1、按照物理现象及产生原因划分
船体阻力Rt可划分为粘性阻力Rν 和兴波阻力Rw。 粘性阻力Rν 又可以划分为摩擦阻力Rf和粘压阻力Rpν
R R f Rp
Rt R Rw
在确定船舶阻力时，常常将粘压阻力Rpν 和兴波 阻力Rw放在一起考虑，称为剩余阻力Rr
Rt R f Rr Rr Rp Rw
船体阻力各成分之间的关系
船体阻力成分之间的关系
2、按照流体作用力的方向划分
船体表面应力作用示意图
假设船体表面任意一点受到的流体 （水）作用应力为P，如前图。其中，dS为 船体外表面上的面积微元，p和τ 分别为应 力P在面积微元dS上的法向应力和切向应力 （剪切应力）。 船体在运动中所受到的总阻力Rt就是 所有流体作用力沿船舶运动方向的合力， 亦即船体表面上所有微面积dS上切向应力 τ 和法向应力p在船舶运动方向上的合力。
1.4 船舶阻力划分
航行于水面的船舶
船舶在水面上航行，船体处于水和空 气两种流体介质中，必然遭受到水和空气 两种不同流体介质的反作用力（水阻力和 空气阻力），亦即船舶阻力，其与船舶运 动方向相反。 水阻力：水对船体水下部分的作用力； 空气阻力：空气对水上部分的船体和上层建 筑的作用力。
因为空气密度远小于水的密度（约是水密度的 1/800)，所以船舶阻力中的主要成分是水阻力。 水阻力 ： 可分为静水阻力和汹涛阻力(波浪增阻)。
任务书中各项航速指标的前提下消 耗的主机功率少；或者主机选定时 能达到的航速高
船舶阻力曲线和有效功率曲线
R（KN）
深水阻力曲线
Pe （KW）
浅水阻力曲线
0 0
U （kn）
船舶阻力曲线
U（kn）
船舶有效功率曲线
船舶阻力研究中常用的速度单位
• 船舶阻力中常用的速度单位以及不同单位之
间的变换关系：
1海里/小时（节）=1.852公里/小时=0.5144米/秒 1米/秒=3.6公里/小时=1.942节
主机
航速 阻力R
推力T 推进器
船舶阻力
只研究船舶作匀速直线运动时 的阻力问题。
不考虑惯性力作用（船舶加、 减速时）； 也不考虑螺旋桨的作用，假设 船舶无自身的推进机构。
船舶推进
研究克服船体阻力的推进器以 及其与船体间的相互干扰，船、机、 桨之间的匹配问题。
1.2 船舶阻力的一些基本概念
研究船舶阻力问题通常离不开“船 舶阻力曲线”和“有效功率曲线”。
船舶阻力概念
船舶阻力：讨论重力场中具有自由面的水波
运动（水表面波）
船舶阻力
船 舶 快 速 性 与 船 舶 阻 力 的 关 系
•或者说，在主机功率给 定时，表征船舶航速快慢 的一种性能。
• 船舶快速性 就是船舶以尽可能少的主机功率消耗
•
•
而维持一定航速的能力。 船舶快速性是船舶诸性能中的重要性能之一。船舶 的快速性能好，就是在满足设计任务书中各项航速 指标的前提下所消耗的主机功率少；或者说在主机 选定的条件下，能达到的航速更高。 提高船舶快速性
下航行时所受到的阻力也是不同的。
船舶阻力研究内容
•研究船舶阻力的成因及其特性； •研究不同类型船舶在不同航行条件下的阻力 确定方法； •研究船型、航速及外界环境等对船舶阻力的 影响规律； •探讨减小船舶阻力的方法； •设计、研发低阻的优良船型等。
• 需要说明：（1）船舶阻力只考虑船舶做匀速直
线运动时的阻力，即不计算惯性力；（2）不考虑船 体与螺旋桨间的相互作用
船舶的航态
由浮力定律可知，当船舶静浮于水面时，船舶的重力由船舶所受到的静浮力 支撑。但当船舶处于运动中时，由于船舶相对于水有运动速度，根据伯努利 方程，船体表面除了受到静浮力作用外，还受到由于水的动压力作用而产生 的垂直向上的升力。
船 舶 阻 力 的 一 些 基 本 概 念
•
相对运动和绝对运动
在静止坐标系和随体坐标系中水质点的运动轨迹是不 同的，这一点对于初学者常常是容易被忽视的问题。
位置1
A
1
船首伴流
（通常是沿着船舶 前进方向）
船舶受到的 合外力
•船舶水动力在垂直方 向上的投影为升力，
合力矩均等于零， 则船舶在水面上 静止或作匀速直 线运动； • 若合力或合力矩 不等于零，船舶 做非定常运动
水的静压差 力=浮力
（方向是垂直向上）
•在船舶运动相反方向 上的投影为阻力， •在舷侧方向上的投影 为横向力；
船舶阻力曲线就是船舶阻力随航速 变化的关系曲线。
在同一航速下（相同航行条件）， 阻力越小，则船舶的阻力性能越好。
有效功率曲线 有效功率曲线
有效功率（有效马力)
表示船舶在给定航速航行时，为了克服阻力作用所需消耗 的功率，表示为 Pe R U 其中：R为船舶阻力，U为航速。 有效功率的单位通常用千瓦（KW）或马力（hp）来表示,有 效功率也常称为有效马力。 在船舶设计中，确定了船舶阻力后要给出有效功率曲线 有效功率曲线也是螺旋桨 船舶的快速性能好，就是在满足设计 设计的重要依据。
船体阻力
其中，S为船舶正浮状态下与水接触的船体外 表面积，也称为船体湿表面积。 上式右侧第一项为作用在船体表面上剪切应 力的合力在船舶运动方向上的投影，即摩擦阻力 Rf;右侧第二项为船体表面压力的合力在船舶运动 方向上的投影，即压阻力Rp；
应该注意的是 ，压阻力中包含有粘压阻力 和兴波阻力两种不同性质的力。兴波阻力即使 在理想流体中也仍然存在，而摩擦阻力和粘压 阻力都是由流体的粘性引起的，在理想流体中 则不存在。我们习惯上将后二者合并成为粘性 阻力Rν，为此船体阻力又可按照流体性质分类：
1.3 船舶阻力的研究方法
1、试验方法（船模、实船）； 2、理论方法； 3、数值模拟
在船舶阻力研究中，上述三种方法相辅相成， 缺一不可。 数值模拟依赖于理论研究建立数学模型；试验 研究可以验证理论计算结果，并证明其正确性； 同时，理论研究和数值模拟可为试验研究提供理 论指导。
1、理论方法
该方法是根据观察实际现象，进行力学抽象从 而利用流体力学的基本理论和数学工具分析、研究和 计算船舶阻力问题。这种方法近些年来取得了很大进 展，但目前尚未被普遍运用到船舶设计与制造中去， 原因在于：一方面船体形状及其运动情况极其复杂； 另一方面为了简化分析，在一些实际问题中引进了一 些近似假定，因此计算结果与实际情况存在一定出入， 造成所得结果准确性较差。 需要说明的是，虽然理论方法目前在定量研究 方面存在差距，但常常可被用来解释现象，指出研究 方向。近些年来流体力学、数学，特别是计算机技术 的发展，有力地推动了理论研究工作的进一步发展， 因而理论分析方法仍不失为重要的研究手段之一。
船舶阻力
船舶所受到的作用在其上并与船 舶运动方向相反的流体（水和空气） 作用力。
影响船舶阻力的因素
• 船型 • 航速 • 航行环境（航道、波浪等）
影响船舶阻力的因素
• 同一航速的不同船型在航行时所受到的阻
力是不同的；
• 同一艘船舶在不同航速航行时所受到的阻
力是不同的；
• 同一艘船舶以同一航速在不同航道或海况
3、数值模拟方法
数值模拟是随着流体力学的不断完善，计算机 软、硬件技术的不断提高，各种新计算方法不断出 现，已有计算方法不断完善（如有限体积法、差分 法等）而出现的研究方法。 应用数值模拟，可对更多问题获得有实用价 值的数值解。 目前已出现多种可用于船体周围流场模拟和阻 力计算的商业软件。 在船模试验以前，可以通过数值模拟，对试验 中大量的重复性试验进行优化研究，进而减少重复 试验，节省试验中的人力、物力投入。同时，通过 数值模拟还可以发现一些试验中无法发现的现象， 对有危险而无法进行试验的现象进行模拟等。
第1章 绪论
一、船舶阻力的分类
船舶阻力
二、船舶阻力的基本概念 三、船舶阻力的研究方法 四、船舶阻力与快速性的关系 五、与船舶阻力相关的其他问题
1.1 船舶阻力研究内容 及其与船舶快速性之间的关系
船舶受力
地球引力
（方向是垂直向下）
水动力
（流体作用在 船舶上的动力）
• 若这四种合力及
推进器提供 的推力
2、试验方法
试验方法包括船模试验和实船试验。 船模试验是目前研究船舶快速性能的主要方法，目前在国内 外应用较为广泛，一些较重要的船舶几乎没有未做模型试验就进 行建造的，很多优良船型几乎都是通过大量模型试验得到的。船 模试验就是通过一定缩尺比的船模在试验水池中的运动来模拟实 船运动，并在试验中观察船体周围的流动现象，测量相关数据， 探讨有关机理等。在船模试验中观察到的流动现象清晰、直观， 同时试验结果可为造船工程提供较准确的定量数据。 与实船试验相比，船模试验的优点在于不受外界环境的限制， 花费的人力、物力较少，缺点在于其受到试验条件、设备等方面 限制，同时模型与实船之间存在尺度差异，因而模型试验难以保 证船模与实船周围的流动完全相似，所以模型试验无法取代实船 试验。 实船试验的目的是鉴定船舶各项性能是否达到设计要求，并 验证根据船模试验结果预报的实船航行情况的准确性。因为实船 试验在经济上花费较大，因而只有新建船舶才进行例行试航。
•对民用船舶而言可以提高船舶 的使用性和经济性，对军用舰船 而言，可提高船舶的战斗力（隐 身性、战斗力和生命力等）。
显然，根据快速性的含义，船舶 快速性的优劣不仅与船舶航行过程中 的阻力性能有关，而且与该船的推进 效率等有关。
船舶快速性包括“船舶阻力” 和“船舶推进”两方面的内容。
阻 力 、 推 力 和 主 机 之 间 关 系 示 意 图
静水阻力： 可分为裸船体阻力（船体阻力）和附体阻力。
船舶阻力的划分
水阻力中的船体阻力则是本书中重点 介绍的内容。
船体阻力的划分
1、按照物理现象及产生原因划分
船体阻力Rt可划分为粘性阻力Rν 和兴波阻力Rw。 粘性阻力Rν 又可以划分为摩擦阻力Rf和粘压阻力Rpν
R R f Rp
Rt R Rw
在确定船舶阻力时，常常将粘压阻力Rpν 和兴波 阻力Rw放在一起考虑，称为剩余阻力Rr
Rt R f Rr Rr Rp Rw
船体阻力各成分之间的关系
船体阻力成分之间的关系
2、按照流体作用力的方向划分
船体表面应力作用示意图
假设船体表面任意一点受到的流体 （水）作用应力为P，如前图。其中，dS为 船体外表面上的面积微元，p和τ 分别为应 力P在面积微元dS上的法向应力和切向应力 （剪切应力）。 船体在运动中所受到的总阻力Rt就是 所有流体作用力沿船舶运动方向的合力， 亦即船体表面上所有微面积dS上切向应力 τ 和法向应力p在船舶运动方向上的合力。
1.4 船舶阻力划分
航行于水面的船舶
船舶在水面上航行，船体处于水和空 气两种流体介质中，必然遭受到水和空气 两种不同流体介质的反作用力（水阻力和 空气阻力），亦即船舶阻力，其与船舶运 动方向相反。 水阻力：水对船体水下部分的作用力； 空气阻力：空气对水上部分的船体和上层建 筑的作用力。
因为空气密度远小于水的密度（约是水密度的 1/800)，所以船舶阻力中的主要成分是水阻力。 水阻力 ： 可分为静水阻力和汹涛阻力(波浪增阻)。
任务书中各项航速指标的前提下消 耗的主机功率少；或者主机选定时 能达到的航速高
船舶阻力曲线和有效功率曲线
R（KN）
深水阻力曲线
Pe （KW）
浅水阻力曲线
0 0
U （kn）
船舶阻力曲线
U（kn）
船舶有效功率曲线
船舶阻力研究中常用的速度单位
• 船舶阻力中常用的速度单位以及不同单位之
间的变换关系：
1海里/小时（节）=1.852公里/小时=0.5144米/秒 1米/秒=3.6公里/小时=1.942节
主机
航速 阻力R
推力T 推进器
船舶阻力
只研究船舶作匀速直线运动时 的阻力问题。
不考虑惯性力作用（船舶加、 减速时）； 也不考虑螺旋桨的作用，假设 船舶无自身的推进机构。
船舶推进
研究克服船体阻力的推进器以 及其与船体间的相互干扰，船、机、 桨之间的匹配问题。
1.2 船舶阻力的一些基本概念
研究船舶阻力问题通常离不开“船 舶阻力曲线”和“有效功率曲线”。
船舶阻力概念
船舶阻力：讨论重力场中具有自由面的水波
运动（水表面波）
船舶阻力
船 舶 快 速 性 与 船 舶 阻 力 的 关 系
•或者说，在主机功率给 定时，表征船舶航速快慢 的一种性能。
• 船舶快速性 就是船舶以尽可能少的主机功率消耗
•
•
而维持一定航速的能力。 船舶快速性是船舶诸性能中的重要性能之一。船舶 的快速性能好，就是在满足设计任务书中各项航速 指标的前提下所消耗的主机功率少；或者说在主机 选定的条件下，能达到的航速更高。 提高船舶快速性
下航行时所受到的阻力也是不同的。
船舶阻力研究内容
•研究船舶阻力的成因及其特性； •研究不同类型船舶在不同航行条件下的阻力 确定方法； •研究船型、航速及外界环境等对船舶阻力的 影响规律； •探讨减小船舶阻力的方法； •设计、研发低阻的优良船型等。
• 需要说明：（1）船舶阻力只考虑船舶做匀速直
线运动时的阻力，即不计算惯性力；（2）不考虑船 体与螺旋桨间的相互作用
船舶的航态
由浮力定律可知，当船舶静浮于水面时，船舶的重力由船舶所受到的静浮力 支撑。但当船舶处于运动中时，由于船舶相对于水有运动速度，根据伯努利 方程，船体表面除了受到静浮力作用外，还受到由于水的动压力作用而产生 的垂直向上的升力。