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船舶阻力定义船舶运动过程中，流体作用于船体上，阻止其运动的力。
种类当船舶在水面上航行时，船体处于空气和水两种流体介质中运动，必然通受空气和水对船体的阻力。
为研究方便起见，船体总阻力按流体种类分成空气阻力和水阻力。
空气阻力是指空气对船体水上部分的反作川力。
水阻力是水对船体水下部分的反作用力。
进一步把水阻力分成船体在静水中航行时的静水阻力和波限中的阻力增加值（亦称为汹涛阻力）两部分。
静水阻力通常分成裸船体阻力和附体阻力两部分。
所谓附体阻力是指突出于裸船体之外的附属体如舵、舭龙骨、轴支架等所增加的阻力值。
根据这种处理力法，船舶在水中航行时所受到的阻力通常分为两大部分：一是裸船体在静水中所受到的裸船体阻力，另一部分是附加阻力，包括空气阻力、汹涛阻力和附体阳力。
对于常规船型，附体阻力通常仅占船舶阻力的很小部分，故常常通过船模阻力试验确定总阻力后，按经验公式乘以某个适当系数以获得附体阻力的值。
对于特殊船型，如有较大附体的非常规船型（特殊作业船、潜水器、救生船、探测船、水下采矿船等），附加阻力可能较大，需对带有附体的船模进行试验予以确定。
试验中需注意因缩尺船模的附体较小所产生的尺度效应，要求船模尽可能大。
工程中初步估算时常用经验统计数据，结合具体情况作适当修正。
目前尚无有效的理论算法。
在船舶设计中，常用附体阻力系数估计附体阻力。
为减小附体阻力，附体形状应尽可能采用流线型。
船长对阻力的影响船长对阻力的影响在保持排水量不变时，改变船长必然引起L/B及L/▽1/3的变化，当排水量一定时，选用较大的船长L，则B，d，C b必然要作适当的减小及L/B，L/▽1/3随之增加。
随着L/B或L/▽1/3乃的增加，船体变得瘦长，船体型线的纵向曲率变小，船体兴波区域的型线变得平直，兴波作用趋于和缓，波高变低，兴波作用所消耗的能量减少，所以兴波阻力随着变小。
同时由于船长增加以后，尾部型线变平顺减少了旋涡的产生，从而降低了旋涡阻力。
中考物理船型减小阻力
1、船舶阻力包括,粘性阻力、兴波阻力、形状阻力。
而船体首尾端形状属于形状阻力。
2、在减少阻力方面的主要措施有：
(1)优化船舶的主要尺度和线型。
①球鼻艏船型，其鼻可上下移动,或自由摆动,或按吃水与航速变化改变球体形状,减少阻力。
②艉端球船型,③球艉及双艉鳍船型,⑥不对称艉部线型,⑦浅吃水肥大船型,⑧双艉船和平头涡艉。
(2)采用船艉附体如加鳍、导流管等。
采用船艉附体,不仅能改善艉部流场,从而降低粘压阻力,而且可使螺旋桨的推进效率提高。
(3)减少船体的粗糙度。
船舶使用一段时间后,船壳由于被腐蚀等,其粗糙度就会增加。
同时,海生物对船壳的污底与附着也日益严重。
防止污底的对策有,①采用先进的防污涂料系统,用以防止海生物的附长,如采用自抛
光船壳漆,②电解海水防污,通过电解装置将海水分解出氯气,杀灭海生物,③定期进坞清底,④水下清洗(刮船底)
⑤水面刮刷和补涂技术。
防止粗糙化的对策有,①正确选择合理的涂料系统,②提高油漆施工的质量,③对船壳水下部分实行阴
极保护等,④对船壳板进行打砂。
《船舶阻力》思考题与习题第一章 总论1）《船舶阻力》学科的研究任务与研究方法。
答：本课程着重介绍船舶航行时所受到的阻力的产生原因，各种阻力的特性，决定阻力的方法，影响阻力的因素以及减少阻力的途径等问题。
2）船舶在水中航行时，流场中会产生那些重要物理现象？它们与阻力有何关系？3）影响船舶阻力的主要因素有那些？4）各阻力成分及其占总阻力的比例与航速有何关系？低速船 摩擦阻力70%~80%，粘压阻力10%以上兴波阻力很小高速船 兴波阻力40%~50%，摩擦阻力50%粘压阻力5%5）物体在理想流体无界域中运动时有无阻力？应该注意的是压阻力中包含有粘压阻力和兴波阻力两类不同性质的力。
兴波阻力既使在理想流体中仍然存在，而摩擦阻力和粘压阻力两者都是由于水的粘性而产生的，在理想流体中并不存在。
6）何谓二物理系统的动力相似？7）何谓傅汝德（Froude ）相似律？8）何谓雷诺（Reynolds ）相似律？9) 船模试验中能否实现“全相似”？为什么？10）何谓“相应速度”（又称“相当速度”）？相应速度（模型）11）某海船航速)(0.100m L =，)(0.14m B =,)(0.5m T =,)(0.42003m =∇，湿面积s=5.90(m2)，V=17.0(kts)，阻力试验中所用船模缩尺比25=α，在相当速度下测得兴波阻力w R =9.8(n)，试验水温为12︒C ，试求：i ）船模的相当速度及排水量；ii ）20︒C 海水中实船的兴波阻力w R 。
注：1节(knot)=1.852(公里/小时)12）设825.1V R f ∝，2V R vp ∝，4V R w ∝，在某一航速下，t f R R %80=，t vp R R %10=，t w R R %10=，试计算当速度增加50％后，f R 、vp R 、w R 各占总阻力的百分比。
第二章 粘性阻力1）何谓“相当平板”？相当平板：同速度、同长度、同湿表面相当平板假定：实船或者船模的摩擦阻力分别等于与其同速度，同长度，同湿面积的光滑平板摩擦阻力。
1基本概念：绿色设计思想：减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，又要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。
船舶绿色设计：利用绿色设计基本思想，设计出资源省，能耗低，无污染，效益高的绿色船型。
能效设计指数试航速度：是指满载时主机在最大持续功率前提下，新船于静，深水中测得的速度。
服务速度：是指船在一定的功率储备下新船满载所能达到的速度。
续航力：一般是指在规定的航速和主机功率情况下，船一次所带的燃油可供连续航行的距离。
自持力：是指船上所带的淡水和食品所能维持的天数。
全新设计法：在没有合适母型船的情况下，往往采用边研究、边试验、边设计的方法母型设计法：在现有船舶中选取与设计船技术性能相近的优秀船舶作为母型船，并在其基础上，根据设计船的特点，运用基本设计原理有所改进和创新的设计方法。
四新：新技术、新设备、新材料、新工艺最小干舷船：对载运积载因数小的重货船，其干舷可为最小干舷，并据此来确定型深D ，这类船称为最小干舷船。
富裕干舷船：对载运积载因数大的轻货船，按最小干舷所确定的D ，其舱容往DWTV E E EEDI ref ⨯-=节能装置设备消耗往不能满足货舱容积的要求，因而D需根据舱容来定，从而实际干舷大于最小干舷，这类船称为富裕干舷船。
结构吃水：如结构按最大装载吃水设计，则此时的吃水称为结构吃水。
出港：到港：载重型船：运输船舶中，载重量占排水量较大的船舶，如散货船、油船等。
这类船对载重量和舱容的要求是确定船舶主尺度是考虑的主要因素。
布置型船：船舶主尺度由所需的布置地位决定，而载重量不作为主要因素考虑的一类船舶。
如客船等。
舱容要素曲线：是指液体舱的容积、容积形心垂向和纵向坐标、自由液面对通过其中心纵轴的惯性矩等随液面不同而变化的曲线。
容量方程：吨位：船舶登记吨位（RT）：是指国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则核定的吨位，包括总吨位和净吨位。
⒈总吨位（GT）：是以全船围蔽处所的总容积（除去免除处所）来量计，它表征船的大小。
船舶阻力一总论1.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。
2.船舶快速性就是研究船舶尽可能消耗较小的主机功率以维持一定航速的能力3.船体总阻力按流体种类分成空气阻力和水阻力。
空气阻力是指空气对船体水上部分的反作用力。
水阻力是水对船体水下部分的反作用力。
4. 船体阻力的成因主要有以下三种现象有关:①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。
这种由兴波引起的压力分布的改变所产生的阻力称为兴波阻力, 一般用Rw表示。
从能量观点看,船体掀起的波浪具有一定的能量, 这能量必然由船体供给。
由于船体运动过程中不断产生波浪, 也就不断耗散能量, 从而形成兴波阻力。
②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Rf 表示。
从能量观点看。
就某一封闭区而言, 当船在静水中航行时, 由于粘性作用, 必带动一部分水一起运动, 这就是边界层。
为携带这部分水一起前进, 在运动过程中船体将不断供给这部分水质点以能量, 因而产生摩擦阻力。
③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。
这种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,用Rpv 表示。
从能量观点来看,克服粘压阻力所作的功耗散为旋涡的能量。
粘压阻力习惯上也叫旋涡阻力。
5. 船体阻力的分类(1 ) 按产生阻力的物理现象分类。
Rt = Rw + Rf + Rpv对低速船, 兴波阻力成分较小, 摩擦阻力约为70%～80% , 粘压阻力占10%以上。
对高速船, 兴波阻力将增加至40%～50% , 摩擦阻力为50%左右, 粘压阻力仅为5%左右。
(2 ) 按作用力的方向分类。
R t = R f + R p(3 ) 傅汝德阻力分类。
其实质是将粘压阻力和兴波阻力合并在一起称为剩余阻力, 即:Rt = Rf + Rr 式中Rr = Rw + Rpv(4 )按流体性质分类。
《船舶阻力》思考题与习题思 考 题1、船舶阻力与船舶快速性有什么关系？2、船舶阻力研究的内容和目的是什么？有哪些研究方法？3、船舶阻力(水阻力)分类的方法有哪几种？4、产生船舶阻力的主要原因是什么？5、航速与各阻力成分有什么关系？掌握这些关系有什么实际意义？6、潜艇与水面船舶所受到的阻力有何同异？7、无限流场中的实船与水池中的船模是否满足力学相似条件？ 8、在理想流体中作匀速运动的前后非对称的物体是否受到阻力作用？ 9、船的压阻力为(,)P SR P C O S P X ds =⎰⎰。
当物体为前后左右对称时，试问该物体在水中作匀速直线运动时是否受到压阻力作用？若换成前后对称的回转物体，在水下和水面上作匀速直线运动所受到的阻力又有什么不同？10、什么是傅汝德数、雷诺数、相应速度？试说明之（写出表达式即可）。
11、什么叫傅汝德比较定律？在船舶阻力中有什么作用？ 12、如何导出全相似？为什么说船模与实船不能满足全相似？ 13、傅汝德假定的内容是什么？它有哪些优缺点？14、产生边界层的原因是什么？边界层的边界线为什么不是流线？15、边界层内有哪几种流动状态？各种流态有什么特点？边界层内流速分布 规律如何？16、船体表面弯曲对摩擦阻力产生形状效应，为什么船的摩擦阻力仍可以用相 当平板公式计算？17、Froude 平板摩擦阻力公式，ATTC Line ，柏一许公式及ITTC —57摩擦线公 式是什么？四个摩擦阻力系数公式各是根据什么得出的？18、船模发生界层分离时，相应速度下的实船也会发生界层分离，你认为对吗？ 在船模—实船阻力换算中是怎样考虑这一问题的？ 19、球鼻首对降低兴波阻力有什么作用？试说明之。
20、兴波阻力的成因是什么？什么叫船波？它与平面进行波有什么相互联系？ 21、经典兴波理论与波形分析法求R w 的基本思路及其区别是什么？ 22、Michell 公式是怎样将R w 与船体几何形状相联系的？23、船波系由哪几个波系组成？Kelvin 波型图能反映出船行波的哪些特点？ 24、兴波阻力表达式6[cos(2/)]W S R A B mL V πλ=+能说明兴波阻力的哪些现象？ 25、何谓船波的有利干扰和不利干扰？用什么方法来预测？26、增加船的平行中体对兴波阻力有无好处？应怎样选择合适的平行中体？ 27、减小兴波阻力的方法有哪些？球鼻首能降低兴波阻力吗？为什么？ 28、兴波阻力有哪些特性？它与汹涛阻力有什么不同？29、何谓自由表面？兴波阻力、波形阻力、破波阻力与之有关吗？ 30、破波阻力是如何产生的？球鼻首有减少破波阻力的作用吗？ 31、船模阻力试验的内容是什么？它有什么作用？ 32、怎样确定船模尺度，过大或过小行不行，为什么？ 33、有哪几种激流方法，激流装置应装在什么位置？为什么？34、二因次和三因次换算法的依据是什么？怎样将船模阻力换算到实船？35、什么叫“尺度效应”、“阻塞效应”？“三因次”这个名称说明了什么？36、常用的阻力试验数据表达方法有哪几种？37、海军系数C的表达式及其含义？38、什么叫船型？讨论船型对阻力影响时应注意些什么？39、影响阻力的主要船型参数有哪些？为什么有的参数又不考虑呢？40、Fn或/V在研究船型阻力影响时有什么作用？为什么不直接采用船速V s来研究这一问题？41、排水型船舶如何分类？它们的阻力成分怎样？设计中怎样考虑？42、横剖面面积(分布)曲线包含有哪些特征参数？43、高速船、中速船C P值的选取原则？为什么？44、试说出L、B／T、C b、C p、C m对阻力的影响，浮心纵向位置X c在低、中、高速三种船型中应如何取方对阻力有利？45、试说出球鼻首在低，中、高速船型中减少阻力的作用？46、简述平行中体长度，进、去流段长度及横剖面面积曲线两端形状、设计水线两端形状、横剖面形状对阻力有什么影响？47、什么叫双尾船型、蜗尾船型、双尾鳍船型，它们各有什么优缺点？48、双体船、三体船的主要优缺点有哪些？习 题一、名词解释层流底层 理想流体 相应速度 相当平板 理论 形状因子 形状效应 形状系数 摩擦阻力 粘压阻力 旋涡阻力 形状阻力 分离阻力 空气阻力 附体阻力 兴波阻力 破波阻力 自然波阻 波形阻力粘性阻力尾流阻力汹涛阻力兴波长度粗糙度补贴（系数）△C F 换算补贴C A 局部粗糙度 普遍粗糙度 方形系数棱形系数 最佳船长L opt 相对长度污底；激流修长系数d虚长度（假尾）二、填 空1. 船的裸体阻力按应力观点可分为① 阻力和② 阻力；其中的②可分为③阻力和④阻力。
