船舶阻力总结

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。

船舶阻⼒复习船舶阻⼒⼀总论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。

船舶阻力总结[最终定稿]第一篇：船舶阻力总结船舶阻力总结——By Mr.Torpedo 说明：1、本资料仅供20120114班内部分享。

2、题目纯属个人编写，与考试形式关系不大，仅仿照老师上课所述考试内容，将书上的重要知识点加以总结，仅供参考。

第一章绪论1、简述船舶阻力的概念。

2、什么是船舶快速性？船舶具有良好快速性应满足什么条件？3、什么是船舶阻力曲线？什么是有效功率曲线？分别如何表示阻力性能？4、船舶阻力研究中常用的速度单位有哪些？他们之间换算关系如何？5、船舶阻力中常用的相似准数有哪些？6、船舶的航态如何划分？7、排水型船舶的航态如何划分？8、船舶阻力有哪些研究方法？9、船舶阻力中的坐标系如何选取？10、船舶阻力的成分如何划分？11、船体阻力的成分如何划分？第二章粘性阻力1、什么是粘性阻力？它包括哪两部分成分？2、简述粘性阻力的成因（力学观点、能量观点）3、相当平板理论的内容4、1957年国际船模试验池实船—船模换算公式的表达式？5、简述船体表面弯曲对摩擦阻力的影响6、什么是形状效应？在阻力计算中如何计入形状效应的影响？7、船体表面粗糙度包括哪两方面内容？如何修正？8、船体湿表面积如何计算？9、简述污底的形成、影响及其防治方法。

10、如何减小船体的摩擦阻力？11、粘压阻力的影响因素有哪些？设计中如何避免？12、螺旋桨对粘压阻力有何影响？第三章船舶兴波兴波阻力1、船舶在水面航行如何兴起波浪？2、兴波阻力的成因？3、船舶兴波包括哪两部分？各有什么特点？4、兴波阻力的成分？5、写出与x轴夹角为 的基元波波数的表达式。

6、船行波的范围？7、深水域和浅水域的压力点兴波范围有何特点？8、什么是兴波长度？如何用兴波长度衡量兴波干扰？9、什么是兴波干扰？何为有利干扰、不利干扰？10、简述○P理论的内容。

11、薄船理论有哪些基本假定？写出流场速度势的表达式、基本方程和边界条件。

12、Michell积分反映了船型对兴波阻力的哪些影响？13、减小兴波阻力有哪些方法？14、破波阻力出现时，波浪运动分哪几个发展阶段？15、波浪破碎方式？16、破波阻力的特性有哪些？第四章船舶阻力的确定方法1、确定船舶阻力的方法有哪些？2、写出二因次换算法的假设和计算方法。

船舶阻力系数公式船舶在水中航行时，会受到各种各样的阻力，而要准确地分析和计算这些阻力，就离不开船舶阻力系数公式。

咱先来说说船舶阻力都有哪些种类。

就好比一辆汽车在路上跑，会受到风阻、路面摩擦力等等的影响，船舶在水里也一样，会碰到摩擦阻力、兴波阻力、形状阻力等等。

这摩擦阻力呀，就像是船的身体和水在不停地“摩擦摩擦”，水可不是好惹的，它就会给船一个阻力。

兴波阻力呢，船在水里跑，就像咱们跑步会带起风一样，它会掀起波浪，这波浪反过来就会给船制造麻烦，形成阻力。

形状阻力呢，简单说就是船的外形如果不太“顺溜”，水就不乐意了，阻力也就跟着来了。

那这船舶阻力系数公式到底是个啥呢？其实它就像是一把神奇的钥匙，能帮咱们打开了解船舶阻力的大门。

比如说常见的船舶阻力系数公式，会考虑到船的速度、形状、水的密度等等好多因素。

我记得有一次去参观造船厂，那场面可壮观啦！一艘巨大的船舶正在建造中。

我就和旁边的工程师聊起来船舶阻力的问题。

他指着那船的模型跟我说：“你看这船头的形状，如果设计不好，阻力可就大了去了。

”然后他拿起一张图纸，上面密密麻麻写着各种公式和参数，其中就有船舶阻力系数公式。

他给我解释说，通过这个公式，他们能提前预估这艘船在水里航行时大概会受到多大的阻力，然后在设计上进行优化，让船跑得更快更省油。

这公式里的每个参数都有它的讲究。

速度快了，阻力自然会增大；船的形状越流线型，阻力通常就会越小；水的密度也会有影响，在不同的水域，水的密度可能会有细微差别，这也得考虑进去。

再来说说这公式在实际中的应用。

比如在船舶的设计阶段，设计师们会用这个公式反复计算和模拟，调整船的外形、尺寸，力求让船舶在满足各种功能需求的同时，阻力最小化。

在船舶的运营过程中，船员们也能根据这个公式，结合实际的航行情况，来调整航行速度和航线，达到节能增效的目的。

不过，要想准确地运用这个公式，可不是一件简单的事儿。

它需要大量的实验数据和精确的测量，还得考虑到各种复杂的实际情况。

第七章 船舶阻力船舶快速性:船舶消耗较小功率，维持一定航行速度的性能。

由船舶阻力和船舶推进两部分组成。

第一节 船舶阻力的分类及成因船舶阻力构成：空气阻力仅占其总阻力的2％～4％一、船体阻力的分类及成因1.按产生阻力的物理性质分类t w f pv R R R R =++船体总阻力=兴波阻力+摩擦阻力+粘压阻力(漩涡阻力)1）兴波阻力的成因：根据伯努利方程，当水流流经船体时，随着船长方向流速的变化，水面高度也会起变化。

在船舶首尾两端的速度最低处，产生水位上升，而在船体中部速度最高区域内，产生水位下降，这就是形成船波的原因。

伯努利方程：g u g p Z g u g p Z 2//2//22222111++=++ρρ首横波自首柱后一波峰开始，尾横波自尾柱前一波谷开始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。

这种由兴波引起压力分布的改变所产生的阻力称为兴波阻力。

从能量观点来解释。

船行波必具有一定能量，这个能量只能由船舶克服流体阻力作功而转化出来，波浪的存在正说明了兴波阻力的存在。

2）摩擦阻力的成因：由于流体的粘性，水质点沿着船体表面运动，构成了阻碍船舶运动的力。

3）粘压阻力的成因：理想流体（无黏性）x 轴方向上来流的速度、压力变化水质点远处为V =V 0，接近A 点V 逐渐变小，到达A 点V =0，过A 点分流向后V 逐渐增大，到达C 点，V 达到最大值V 理，过C 点V 逐渐变小，到达B点V =0支流汇合，离开B 点V 逐渐增大恢复为V 0。

压力分布如曲线I.作用在前后体上的合力相等，阻力为零。

实际流体（有黏性）x 轴方向上来流的速度、压力变化由于黏性形成边界层（流速受到影响的水层）。

当水质点到达C 点，V 达到最大值V 实＜V 理，由于动能较小，到达D 点V =0,过D 点在压力差的作用下水质点回流，形成许多不稳定的旋涡并与水流一起被冲向船后方。

旋涡的产生使船尾部压力降低，从而使船体沿船长方向的压力分布发生变化，即加大了船首尾压力差（压力分布如曲线Ⅲ）产生了阻力。

船舶静水拖曳阻力船舶阻力包括水阻力和空气阻力。

由于水的密度比空气大800多倍，所以船舶在海上航行时，主要考虑船体水阻力。

船体水阻力分为摩擦阻力、涡流阻力（形状阻力）和兴波阻力三个部分，它们的总和就是船体的总的水阻力：1、摩擦阻力是由水粘性引起，船在水中运动时，总有一层水粘附在船体表面，并跟着船体一起运动。

船舶运动带动水分子运动所消耗的能量，即为船舶克服摩擦阻力所消耗的能量。

摩擦阻力的大小与船体浸水表面积、船体表面滑度、航速高低有关。

因此，船舶定期进坞清除污底，是减少摩擦阻力的重要措施。

2、船体运动时除产生摩擦阻力之外，还同时产生涡流阻力，当船体向前运动时，产生一相对水流，由于水具有粘性，靠近船体表面处的相对水流速度就小，到达船尾时，断面扩大，流速很快下降，可达到零或者倒流，就造成船尾部的涡流运动，使船尾压力下降，对船舶就形成一个压力差阻力，就叫涡流阻力，或叫形状阻力。

在船体弯曲度较大部分就容易产生涡流，尾部横剖面作急剧收缩的船舶所引起的涡流阻力较为严重，而流线型船体就不产生涡流阻力或只产生极小的涡流阻力。

因此，改善水下船体的线型，对船舶快速性影响很大。

3、兴波阻力是由于船舶航行中掀起的船行波，产生与船舶前进方向相反的阻力。

船行波分船首波和船尾波，在船行波传播中，如果船首波与船尾波在船尾处互相迭加，兴波阻力就大；如果船首波和船尾波在船尾处互相抵消，兴波阻力就小。

所以兴波阻力的大小主要与航速和船长有关。

航速越快，兴波阻力越大，在一定的设计航速下，适当选择船长，可以减少兴波阻力。

远洋船多采用球鼻船首型，就是为了调整船长，以达到减少兴波阻力的目的。

船舶阻力实验是船舶与海洋工程专业重要的实验，传统的船舶阻力实验成本高、消耗大，且存在一定的危险性，受时空的局限性，学生无法参与包括实验设计、模型加工与安装、实验实施和数据处理的全流程，实验形式单一、综合性及自主性不足，难以适应国家海洋强国战略对船舶领域卓越创新人才的需求。

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二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二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。

船舶水中航行主要阻力船舶水中航行主要阻力导言船舶的运动是受到水的阻力的，而水中阻力是由于流体粘性和惯性作用引起的。

在船舶水中航行时，主要阻力有摩擦阻力、波浪阻力和空气阻力。

本文将详细介绍这三种主要阻力。

一、摩擦阻力1. 摩擦阻力的定义摩擦阻力是指流体与物体表面接触时，由于两者之间存在相对运动而产生的摩擦作用所引起的一种阻碍物体运动的现象。

2. 摩擦系数摩擦系数是指单位面积上所受到的摩擦力与单位面积上所受到的压强之比。

它是一个无量纲量，通常用Greek字母μ来表示。

3. 摩擦系数与表面粗糙度表面粗糙度对于摩擦系数很重要。

表面越光滑，则摩擦系数越小；表面越粗糙，则摩擦系数越大。

4. 影响因素影响摩擦阻力的因素有：物体表面的粗糙度、流体的粘性、物体表面积、流体速度等。

二、波浪阻力1. 波浪阻力的定义波浪阻力是指船舶在水中航行时，由于波浪对船体产生的作用而引起的一种阻碍物体运动的现象。

2. 影响因素影响波浪阻力的因素有：船型、载重量、速度等。

3. 减小波浪阻力的方法减小波浪阻力可以采取以下方法：改进船型设计、减少载重量、降低航速等。

三、空气阻力1. 空气阻力的定义空气阻力是指风对物体产生作用而引起的一种阻碍物体运动的现象。

2. 影响因素影响空气阻力的因素有：风速、物体形状和表面粗糙度等。

3. 减小空气阻力的方法减小空气阻力可以采取以下方法：改进物体形状设计，增加表面光滑度，降低风速等。

结语综上所述，摩擦阻力、波浪阻力和空气阻力是船舶水中航行时主要的阻力。

减小这些阻力可以提高船舶的速度和效率，因此在设计船型和选择载重量等方面需要考虑这些因素。

船舶阻力与船速的计算公式船舶阻力与船速的计算公式是船舶设计和航行中非常重要的内容。

船舶阻力是指船舶在航行中受到的水流、风力和波浪等外部力量的阻碍，是决定船舶动力系统设计和船舶性能的重要因素之一。

船舶的阻力与船速之间存在着密切的关系，通过计算可以得到船舶在不同航速下的阻力大小，为船舶设计和航行提供重要的参考依据。

船舶阻力的计算公式可以分为静水阻力和波浪阻力两部分。

静水阻力是指船舶在静止状态下受到的水流阻力，主要与船体的形状和湿表面积有关；波浪阻力是指船舶在航行中受到的波浪阻力，主要与船舶航行速度和波浪形态有关。

下面我们将分别介绍船舶静水阻力和波浪阻力的计算公式。

静水阻力的计算公式通常采用法国工程师Froude提出的Froude公式，即：\[ R = k \times S \times V^2 \]其中，R为静水阻力，k为阻力系数，S为湿表面积，V为船舶航行速度。

阻力系数k是与船舶的形状和流体粘度等因素相关的常数，可以通过实验或经验公式进行确定。

湿表面积S是指船舶在水中的受潮表面积，通常可以通过船舶的几何形状参数计算得到。

船舶的航行速度V是指船舶相对于水流的速度，是静水阻力的一个重要影响因素。

通过Froude公式可以得到船舶在不同航速下的静水阻力大小，为船舶设计和性能分析提供了重要的参考数据。

波浪阻力的计算公式通常采用Holtrop提出的Holtrop公式，即：\[ R_{w} = 0.5 \times \rho \times g \times C_{1} \times A_{T} \times B_{L} \times \left( 1 + k_{B} \times \left( 1.0 C_{B} \right) \right) \times C_{B} \times S \times\left( 1 + 0.35 \times \left( \frac{B_{L}}{T} \right) \right) \times \left( 1 C_{F} \right) \times \left( 1 \frac{C_{F}}{C_{F} + 1} \right) \times \left( 1 \frac{C_{F}}{C_{F} + 2} \right) \times \left( 1 \frac{C_{F}}{C_{F} + 3} \right) \times C_{F} \times V^2 \]其中，\( R_{w} \)为波浪阻力，\( \rho \)为水的密度，g为重力加速度，\( C_{1} \)为修正系数，\( A_{T} \)为横截面积系数，\( B_{L} \)为船舶长度与波长的比值，\( k_{B} \)为波浪系数，\( C_{B} \)为方形系数，S为湿表面积，\( T \)为船舶吃水深度，\( C_{F} \)为摩擦系数，V为船舶航行速度。

第一章 1.什么是快速性？ 船舶快速性是在给定主机功率时，表征船舶航速高低的一种性能。

加2.船体阻力的分类： a 、船舶周围流动现象和产生的原因来分类 R t ＝ R w + R f + R pvb 、按作用在船体表面上的流体作用力的方向来分类 R t = R f + R p C 、按流体性质分类 Rt=Rw+Rv ，其中，Rv=Rf+Rpv d.付汝德分类 Rt=Rf+Rr ，其中，Rr=Rw+Rvp 2.什么叫力学相似？ 两物系任一对应里成比例，所有涉及的力有惯性力，粘性力，重力。

3.付汝德相似的条件是什么？当两形似船的付汝德数Fr 相等时，兴波阻力系数Cw 必相等。

4.什么是比较律？ 形似船在相应速度时（或相同付汝德数Fr ），单位排水量兴波阻力必相等。

（付汝德比较定律）5.雷诺相似的条件是什么？当雷诺数相同时，两形似物体粘性阻力系数必相等。

当雷诺数相同时，不同平板的摩擦阻力系数必相等。

6.为什么说全相似不可能？ 全相似定律：水面船舶的总阻力系数是雷诺数和付汝德的函数，若能实船和船模的雷诺数和付汝德数同时相等，就称为全相似，在满足全相似的条件下，实船和船模的总阻力系数为一常数，称为全相似定律。

若付汝德数和雷诺数同时相等时，则船模和实船的长度以及运动粘性系数应满足实际上船模是在水池中进行试验，而海水和淡水的运动粘性系数相差不大。

可假定，则要满足全相似条件，除非即而且，这意味着实船即船模，或实船在试验池内进行试验，这显然是不现实的。

第二章 7.简述摩擦阻力产生的原因、计算方法。

原因：当水或客气流经平板表面时，由于流体的粘性作用，在平板表面附近形成界层，虽然界层厚度很小，但界层内流体速度的变化率很大。

8.减小摩擦阻力的措施。

减小摩擦阻力的方法：1、首先从船体设计本身考虑，低速船选取较大的排水体积长度系数(或较小的L/B)从减小湿面积的观点看是合理的，另外减少不必要的附体如呆木等，或尽量采用表面积较小的附体亦可减少摩擦阻力。