船模阻力实验

船模阻力实验
一、实验准备及安装要点
船模在拖曳水池中进行阻力实验,必须进行一系列实验准备工作.
1.制作船模：船模与实船要求几何相似,并表面光洁，加工误差在一定得范围内。

2.激流：一般应用得激流方法就是在船模首垂线后L／20处,装置直径为1毫米得金属激
流丝。

3.称重:按縮尺比得要求计算喜欢摸得排水量并进行称重，加压载，以满足实验所要求得
型排水量与吃水.
4.安装：船模安装在拖车上,应使其中纵剖面与前进方向一致，拖力作用线位于中纵剖面
内,其作用点在水线面附近得位置上并保持水平。

试验中得进退、纵摇、升沉运动应不受限制。

二、模型参数与实验数据
1，阻力实验相关参数
满载池水状态水线长度：Ｌ＝3、８０3m
满载池水状态浸湿面积: S=2、737㎡
模型縮尺比：=40
实验水温: ｔ=淡水20°C
2,满载池水状态船模拖曳阻力实验数据
三、阻力换算二因次法：
淡水20°C,，，，,
数据处理如下表：
四、船模阻力实验曲线（曲线)
1、曲线
2、V S—R S曲线。

船模阻力试验的试验装置和数据测量方法及不确定度分析船模阻力试验需要在船舶拖曳试验池中完成，船舶拖曳试验池是水动力学实验的一种设备，是用船舶模型试验方法来了解船舶的运动、航速、推进功率及其他性能的试验水池，试验是由电动拖车牵引船模进行的。

船舶、潜艇、鱼雷、滑行艇、水翼艇，气垫船、冲翼艇、水上飞机和各种海洋结构物等都可在水池中作模型试验。

一、船模阻力试验池结构船模阻力试验池是进行船模阻力试验的设施，因而世界各国均普遍建造了各种船模试验池。

普通船模阻力试验池的主要任务是进行船舶模型的拖曳、阻力性能试验、螺旋桨性能、自航及耐波性等试验。

试验池狭而长，配置有拖动设备和测量仪器，以测得船模在不同速度下的阻力值。

为避免海水的腐蚀作用，试验池的水都采用淡水。

船模阻力试验池按拖曳船模的方式可分为拖车式和重力式两种。

图1拖车式船模阻力试验池示意图拖车式船模阻力试验池都装有沿水池两旁轨道上行使的拖车，如图1所示。

拖车的用途首先在于拖曳船模保持一定方向和一定速度运动，其次安装各种测量和记录仪器，例如测定船模拖曳阻力的阻力仪、记录船模升沉和纵倾的仪器以及记录船模速度的光电测速仪等。

为便于观察试验现象、拍摄照片和录像，在拖车上还设有观察平台。

现代船模阻力试验池的拖车上还配置有计算机数据采集和实时分析系统，以便迅速地给出试验结果。

拖车式船模阻力试验池的优点是:可以采用较大尺度的船模，因此尺度效应较小，试验结果的准确性较高；其次，拖车式船模阻力试验池可以进行广泛的试验，除了船模阻力试验外，还可以进行船舶推进、船舶耐波性、船舶操纵性以及船舶强度和振动等方面的试验。

图2重力式船模实验池示意图重力式船模阻力试验池如图2所示，是早期用于进行小船模阻力试验的简陋设施。

试验时靠重量的下落来拖动船模，当船模达到等速前进时，砝码的重量就等于船模的阻力，记录船模被等速拖动一定距离所需的时间，可得到相应的船模速度。

因此重力式船模阻力试验是在给定阻力情况下，测定相应的船模速度。

船模阻力实验
一、实验准备及安装要点
船模在拖曳水池中进行阻力实验，必须进行一系列实验准备工作。

1.制作船模：船模与实船要求几何相似，并表面光洁，加工误差在一定的范围内。

2.激流：一般应用的激流方法是在船模首垂线后L/20处，装置直径为1毫米的金属激流
丝。

3.称重：按縮尺比的要求计算喜欢摸的排水量并进行称重，加压载，以满足实验所要求的
型排水量和吃水。

4.安装：船模安装在拖车上，应使其中纵剖面与前进方向一致，拖力作用线位于中纵剖面
内，其作用点在水线面附近的位置上并保持水平。

试验中的进退、纵摇、升沉运动应不受限制。

二、模型参数和实验数据
1，阻力实验相关参数
满载池水状态水线长度：L=3.803m
满载池水状态浸湿面积：S=2.737㎡
模型縮尺比： =40
实验水温：t=淡水20°C
2,满载池水状态船模拖曳阻力实验数据
三、阻力换算
二因次法： )(tm fm fs ts C C C C -+=
淡水20°C ，）（s m /100374.012
6-⨯=υ ，3
998.16/kg m ρ=
20.075(lg Re 2)Cfm =
-，
Re vl m υ=，2
12
Rts Vs Ss ρ=,2,Vs Ss Sm λ== 数据处理如下表：
V R-曲线）四、船模阻力实验曲线（m m
V R-曲线
1、m m
2. V S-R S曲线。

船模阻力试验的试验装置和数据测量方法及不确定度分析船模阻力试验需要在船舶拖曳试验池中完成，船舶拖曳试验池是水动力学实验的一种设备，是用船舶模型试验方法来了解船舶的运动、航速、推进功率及其他性能的试验水池，试验是由电动拖车牵引船模进行的。

船舶、潜艇、鱼雷、滑行艇、水翼艇，气垫船、冲翼艇、水上飞机和各种海洋结构物等都可在水池中作模型试验。

一、船模阻力试验池结构船模阻力试验池是进行船模阻力试验的设施，因而世界各国均普遍建造了各种船模试验池。

普通船模阻力试验池的主要任务是进行船舶模型的拖曳、阻力性能试验、螺旋桨性能、自航及耐波性等试验。

试验池狭而长，配置有拖动设备和测量仪器，以测得船模在不同速度下的阻力值。

为避免海水的腐蚀作用，试验池的水都采用淡水。

船模阻力试验池按拖曳船模的方式可分为拖车式和重力式两种。

图1拖车式船模阻力试验池示意图拖车式船模阻力试验池都装有沿水池两旁轨道上行使的拖车，如图1所示。

拖车的用途首先在于拖曳船模保持一定方向和一定速度运动，其次安装各种测量和记录仪器，例如测定船模拖曳阻力的阻力仪、记录船模升沉和纵倾的仪器以及记录船模速度的光电测速仪等。

为便于观察试验现象、拍摄照片和录像，在拖车上还设有观察平台。

现代船模阻力试验池的拖车上还配置有计算机数据采集和实时分析系统，以便迅速地给出试验结果。

拖车式船模阻力试验池的优点是：可以采用较大尺度的船模，因此尺度效应较小，试验结果的准确性较高；其次，拖车式船模阻力试验池可以进行广泛的试验，除了船模阻力试验外，还可以进行船舶重力式船模阻力试验池如图2所示，是早期用于进行小船模阻力试验的简陋 设施。

试验时靠重量的下落来拖动船模，当船模达到等速前进时，砝码的重量就 等于船模的阻力，记录船模被等速拖动一定距离所需的时间， 可得到相应的船模 速度。

因此重力式船模阻力试验是在给定阻力情况下，测定相应的船模速度。

这 种水池仅能进行小船模的阻力试验，无法满足现时对船舶性能研究的需要•因此 已某本被淘汰。

网络教育学院《船模性能实验》实验报告学习中心：层次：专升本专业：船舶与海洋工程学号：学生：完成日期：实验报告一一、实验名称：船模阻力实验二、实验目的：主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。

其具体目标包括：（1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性能的优劣。

（2）确定设计船舶的阻力性能;对具体设计的船舶，通过船模阻力实验，计算实船的有效功率，供设计推进器应用。

（3）预报实船性能;船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。

（4）系列船模实验;为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。

此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。

（5）研究各种阻力成分实验;为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门的实验。

（6）附体阻力实验;目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附体对阻力的影响。

（7）流线实验;在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。

（8）航行状态的研究;在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。

三、实验原理：1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。

（1）船模与实船保持几何相似。

（2）船模实验的雷诺数达到临界雷诺数以上。

（3）船模与实船傅汝德数相等。

2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。

激流丝是为了使其在金属丝以后的边界层中产生紊流；称重工作是为了准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。

3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？。

中山大学本科生实验报告书院系工学院应用力学与工程系专业班级理论与应用力学10级实验课程实验流体力学姓名程彬学号 ******** 实验地点中山大学工学院流体实验室实验时间 2013年 6 月 7 日指导教师苏炜船模阻力实验船舶在水面上航行时，会遭受水的阻力作用。

如何预测船舶在航行时所遭受的阻力？船型和阻力之间的关系如何？这是船舶设计研究需要解决的重要问题。

迄今为止，船模阻力实验是确定船舶阻力的最有效的方法。

近年来，根据流体力学基本理论研究船舶阻力问题有很大进展，加上电子计算机的广泛应用，使得船舶阻力的理论计算方法有很大发展。

但是，由于船舶阻力问题比较复杂，在理论计算时常需作某些简化假定，故所得结果与实际到底存在多大差别，需要用船模实验结果进行检验，或进行适当的修正。

综上所述，船模阻力实验是目前研究船舶阻力最基本有效的方法。

一、实验目的和内容1. 测定船模阻力与速度之间的关系。

2. 求出实船阻力（有效功率）与航速之间的关系。

二、实验方法图1为我校试验水池简图。

拖车可沿水池两旁的轨道上行走；拖车上装置有控制、驱动系统及有关测量仪器，并载若干名试验人员。

图2表示船模与拖车连接的情况，拖曳船模的钢丝通过导轮与阻力仪连接。

图1试验时，预先根据实船速度Vs ，按相似定律确定船模速度Vm ，λ/s m V V =式中MSL L =λ，称缩尺比。

图2拖车起动，并通过刹船架夹住船模一起加速，当拖车达到所要求速度下等速前进时，松开刹船架，此时拖车通过钢丝拖着船模前进，由阻力仪器测出钢丝拖力（也就是船模阻力Rtm ），并同时用测速仪测量拖车速度（也就是船模速度Vm ）。

记录完毕，刹住船模，拖车减速，刹车，退回原处，这就完成了一个速度点的试验。

重复上述过程，直到得到完整的一条阻力曲线。

三、由船模试验结果换算到实船阻力的方法由船舶阻力理论已知，船舶在航行时遭受的总阻力可分为摩擦阻力、形状阻力和兴波阻力。

船模试验只能测得其总阻力。

大工春《船模性能实验》实验分析报告doc大工春《船模性能实验》实验报告doc作者: 日期:姓名：__________________________报名编号：_______________________学习中心：_______________________层次：__________________________专业：__________________________实验1:船模阻力实验一、实验知识考察1、简述水面船舶模型阻力实验相似准则。

答：由阻力相似定律可知：如果船模和实船能实现全相似，即船模和实船同时滿足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，实船的总阻力也可精确确定。

但是船模和实船同时滿足Re和Fr数相等的所谓全相似条件实际上是难以实现的。

船摸与实船保持几何相似；船模试验的雷诺数Re达到临界雷诺数以上；船摸与实船傅汝德数相等。

2、船模阻力实验结果换算方法有哪些？答：常用的船模阻力试验结果换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法?二因次方法亦称傅汝德方法；三因次方法（也称1+K法）为1978年ITTC性能委员会推荐的换算方法?这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。

二、实验后思考题1、船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么？答：常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。

这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。

2、实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？答:实船船体表面比较粗糙，故实船摩擦阻力为其中为粗糙度补贴系数，按不同船长选取。

实验2:螺旋桨敞水实验一、实验知识考察1、简述螺旋桨模型敞水实验必须满足的条件。

答：根据敞水试验相似定理的讨论，螺旋桨模型敞水试验必须满足以下条件：亏1) 几何相似；2) 螺旋桨模型有足够的浸深(傅汝德数可不考虑);为了消除自由表面对螺旋桨水动力性影响，桨模的浸深一般应满足hs>=(0.625-1.0)Dmhs为桨轴中心线距水表面的距离(m), D m为桨模直径。

船模阻力实验报告本次实验旨在探究不同水深下船模的阻力情况。

研究对象为同一型号的船模，在浅水域和深水域两种环境下进行测试。

实验分为两部分，首先在浅水域进行测试。

实验采用水槽作为测试场地，选用了水深为10cm和20cm两种情况。

先在10cm的水深下进行一段时间的加速测试，记录下船模到达不同速度时所需的时间，利用数据计算出每个速度下的加速度和阻力。

其中，加速度的计算公式为a=(v2-v1)/t，而阻力则可通过牛顿第二定律R=F-ma计算得出。

同样的，20cm水深下的测试也是如此进行。

由于水深的不同会对测试结果产生影响，为了消除这种影响，在实验开始之前还需要进行一组对照测试。

该组测试同样在水槽中进行，但是此时将水深调至船模长度的3倍。

通过对照测试的数据，可以清晰地了解到在不同水深下得到的阻力和加速度的差异。

实验结果显示，在相同速度下，船模在浅水域所受到的阻力明显高于深水域。

特别是在低速情况下，这种差异更加明显。

这种现象可以用“浅水效应”来解释：当水深较浅时，底部摩擦表面积增加，水流速度降低，从而导致阻力增大。

对照测试结果也印证了这一点，当水深达到一定程度之后，船模所受阻力基本趋于稳定。

此外，实验结果还表明，船模在加速阶段所受阻力明显高于匀速阶段。

这是因为当船模处于加速过程中，马达的输出功率需用于克服水的阻力和船舶本身的惯性，因此阻力更大；而当船模达到稳定速度后，其所受阻力主要来自于水的摩擦阻力，比较稳定。

综上所述，本次实验通过测试阻力的大小，展示了水深对船模的阻力影响，同时也揭示了浅水效应和加速阻力的存在。

这一研究对于深入探究水中摩擦力和阻力的特性具有一定意义。

船舶阻力船模实验报告实验目的：本实验旨在通过船舶阻力的船模实验，探究船舶在运动中所受到的阻力及其影响因素，并对实验结果进行分析和讨论。

实验装置和材料：1. 船模装置：用于模拟真实船舶运动的实验装置，包括船模、推进器、测力传感器等。

2. 测力传感器：用于测量船模受到的阻力大小。

3. 航行介质：为了保证实验的准确性和可重复性，我们选择使用同质的水作为航行介质。

4. 启动装置：用于控制船模的启动和停止，确保实验过程的可控性。

实验步骤：1. 准备工作：安装船模、推进器和测力传感器，并确保各设备的正常运作。

2. 实验参数设置：根据实验需要，设置船模的初始位置、速度和船模与水的接触面积等参数。

3. 开始实验：启动装置使船模开始运动，在船模运动的过程中，测力传感器记录下船模所受到的阻力。

4. 实验数据记录：根据实验参数设置，实时记录下船模受到的阻力大小和相应的运动参数，如速度、时间等。

5. 实验重复：重复实验步骤3和步骤4，进行多次试验，以获得更加准确和可靠的数据。

6. 实验结束：停止船模运动，关闭实验装置，记录实验过程中的观察和发现。

实验数据处理和分析：1. 数据处理：整理所获得的实验数据，计算不同条件下船模受到的平均阻力和标准差。

2. 数据分析：根据实验数据，探究船舶阻力与船模初始速度、接触面积等参数之间的关系，并进行相关性分析。

3. 结果讨论：根据实验分析的结果，讨论船舶阻力的影响因素，并解释实验结果的合理性。

4. 总结：对实验过程和结果进行总结，提出改进实验设计和进一步研究的建议。

实验安全注意事项：1. 在实验过程中，注意保持实验区域的整洁和安全，避免杂物或障碍物对实验的干扰。

2. 操作实验装置时，注意遵守使用说明和操作规程，确保设备的正常运作和人身安全。

3. 在实验过程中，严禁向实验区域投掷物体或进行不安全操作，保证实验环境的安全。

4. 当实验装置出现故障或异常情况时，应立即停止实验，并及时报告相关人员进行处理。

中山大学本科生实验报告书院系工学院应用力学与工程系专业班级理论与应用力学10级实验课程实验流体力学姓名程彬学号 ******** 实验地点中山大学工学院流体实验室实验时间 2013年 6 月 7 日指导教师苏炜船模阻力实验船舶在水面上航行时，会遭受水的阻力作用。

如何预测船舶在航行时所遭受的阻力？船型和阻力之间的关系如何？这是船舶设计研究需要解决的重要问题。

迄今为止，船模阻力实验是确定船舶阻力的最有效的方法。

近年来，根据流体力学基本理论研究船舶阻力问题有很大进展，加上电子计算机的广泛应用，使得船舶阻力的理论计算方法有很大发展。

但是，由于船舶阻力问题比较复杂，在理论计算时常需作某些简化假定，故所得结果与实际到底存在多大差别，需要用船模实验结果进行检验，或进行适当的修正。

综上所述，船模阻力实验是目前研究船舶阻力最基本有效的方法。

一、实验目的和内容1. 测定船模阻力与速度之间的关系。

2. 求出实船阻力（有效功率）与航速之间的关系。

二、实验方法图1为我校试验水池简图。

拖车可沿水池两旁的轨道上行走；拖车上装置有控制、驱动系统及有关测量仪器，并载若干名试验人员。

图2表示船模与拖车连接的情况，拖曳船模的钢丝通过导轮与阻力仪连接。

图1试验时，预先根据实船速度Vs ，按相似定律确定船模速度Vm ，λ/s m V V =式中MSL L =λ，称缩尺比。

图2拖车起动，并通过刹船架夹住船模一起加速，当拖车达到所要求速度下等速前进时，松开刹船架，此时拖车通过钢丝拖着船模前进，由阻力仪器测出钢丝拖力（也就是船模阻力Rtm ），并同时用测速仪测量拖车速度（也就是船模速度Vm ）。

记录完毕，刹住船模，拖车减速，刹车，退回原处，这就完成了一个速度点的试验。

重复上述过程，直到得到完整的一条阻力曲线。

三、由船模试验结果换算到实船阻力的方法由船舶阻力理论已知，船舶在航行时遭受的总阻力可分为摩擦阻力、形状阻力和兴波阻力。

船模试验只能测得其总阻力。

船模阻力实验报告
近日，我们小组开展了一项有趣的船模阻力实验。

这项实验主
要是想通过测量不同类型的船模在水中的阻力，来探究船模的设
计和制造中应当注意的问题，从而应用于实际的船舶生产中。

首先，我们选取了几种不同类型的船模进行实验。

包括传统的
帆船、快艇、游艇以及赛艇等。

为了保证实验的准确性和科学性，我们将每个船模在水中的阻力分别记录了5次，然后取平均值作
为最终的实验结果。

实验中，我们还针对水温、水流等因素进行
了一系列的控制，以确保每次实验的环境相同。

经过实验，我们发现不同类型的船模在水中的阻力是有很大差
别的。

其中，游艇和赛艇的阻力最小，而帆船和快艇的阻力则较大。

特别是帆船，其阻力最大，可能与其较大的船体面积和宽体
船身有关。

此外，我们还观察到，在相同类型的船模中，设计和
制造的差异也会影响其在水中的阻力，这表明了在选择和制造船
模时需要考虑到诸多的因素。

我们还了解到，阻力是造成船舶浪费能量和燃料的主要因素之一。

因此，在实际的船舶生产中，减小阻力是船舶设计中的一个
重要目标，尤其是在当下环保、节能的理念越来越受到关注的背
景下。

通过我们的实验，也可以为船舶设计者提供一些指导和参考，帮助他们更好地把握船舶设计中的阻力问题。

最后，我们还对实验结果进行了分析和总结，并对未来的实验展开了进一步的规划和研究。

我们希望，通过这一项船模阻力实验，能够为我们更深入地了解和探究船舶设计和制造中的问题和挑战，为船舶生产的发展做出一点小小的贡献。