船舶阻力阻力课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,海上货物运输,航海学院,货运教研室,1,海上货物运输 航海学院 货运教研室1,第八章 船舶阻力,8.1 概述,inf,8.2 基本阻力的机理,inf,8.3 相似定律,inf,8.4 基本阻力的估算,inf,8.5 基本阻力百分数,inf,8.6 营运载态和浮态对快速性的影,8.7 附加阻力,inf,8.8 浅水航行对吃水的影响,inf,习题,2,第八章 船舶阻力8.1 概述 inf习题2,8.1概述,Y,快速性,船舶运动所消耗的功率,inf,总阻力分类,inf,基本阻力的分类,inf,W,X,T,R,v,s,船舶在,给定主机功率,条件下,等速直航,的速度性能。,3,8.1概述Y快速性WXTRvs船舶在给定主机功率条件下等速,二、船舶运动所消耗的功率,P,E,主轴,主机,P,M,推力轴承,T,R,W,X,T,R,v,s,推进系数C,p,功率传递,inf,、传送效率,inf,4,二、船舶运动所消耗的功率PE主轴主机PM推力轴承TRWXTR,推进功率的传递,P,D,W,X,T,R,v,s,n,T,P,T,P,D,R,主机,P,M,推力轴承,主轴,T,n,P,E,船后桨收到功率,敞水桨收到功率,推进功率,有效功率,主机功率P,M,v,A,5,推进功率的传递PDWXTRvsnTPTPDR主机PM推力轴,传送效率,有效功率P,E,推进功率P,T,船后桨收到功率P,D,敞水桨收到功率P,D,主机功率P,M,传递效率,相对旋转,敞水桨,船身效率,6,传送效率有效功率PE推进功率PT船后桨收到功率PD敞水桨收,船舶阻力R分类,1,-,特征分类,空气,水,静水,汹涛,附体,基本阻力=裸船体阻力,污底阻力,新造船深水,附,加,阻,力,W,T,R,v,s,浅水附加,7,船舶阻力R分类1-特征分类 空气水静水汹涛附体基本阻力,船舶阻力R分类,2,-,力学性质分类,2、压差阻力,W,T,R,v,s,v,v,A,1、摩擦阻力,8,船舶阻力R分类2-力学性质分类2、压差阻力WTRvsvvA1,基本阻力分类,基本阻力R,0,摩擦阻力,压差阻力,涡流阻力,(粘性压差阻力),兴波阻力,粘,性,阻,力,v,v,A,9,基本阻力分类基本阻力R0摩擦阻力压差阻力涡流阻力兴波阻力粘v,8.2 基本阻力的机理,一、摩擦阻力,inf,二、涡流阻力,inf,三、兴波阻力,inf,10,8.2 基本阻力的机理 一、摩擦阻力inf10,一、摩擦阻力,摩擦阻力计算,inf,平板摩擦阻力,船体摩擦阻力,与速度之间关系,占总阻力百分比,影响因素,粘性；速度梯度；,船形；速度；表面粗糙度,湿表面积（吃水）；,W,X,T,R,v,s,11,一、摩擦阻力摩擦阻力计算 inf粘性；速度梯度；WXTRvs,速度的分布,Vs,船速,法线方向,速度的分布,法线方向n,速度,1.平板,2.船体,一、摩擦阻力计算,12,速度的分布Vs船速法线方向速度的分布法线方向n速度1.平,二、涡流阻力（粘性压差阻力）,涡流阻力成因,inf,理想流体,粘性流体,与速度之间关系,占总阻力百分比,影响因素,船形（尾部形状）,inf,；,速度；粘性；,13,二、涡流阻力（粘性压差阻力）涡流阻力成因inf船形（尾部形状,涡流阻力成因,1.理想流体,2.粘性流体,W,T,R,v,s,v,s,14,涡流阻力成因1.理想流体2.粘性流体WTRvsvs14,尾部形状对涡流阻力的影响,流线体,圆球,圆柱,圆盘,15,尾部形状对涡流阻力的影响流线体圆球圆柱圆盘15,三、兴波阻力,兴波阻力成因,inf,理想流体,粘性流体,船行波,inf,与速度之间关系,占总阻力百分比,影响因素,船形（首部,形状,-水线面附近）；速度；,16,三、兴波阻力兴波阻力成因inf船形（首部形状-水线面附近）；,1.兴波阻力成因,W,T,R,v,s,1.理想流体,2.粘性流体,v,s,17,1.兴波阻力成因WTRvs1.理想流体2.粘性流体v,2.船行波,首波系,横波,散波,尾波系,横波,散波,18,2.船行波首波系尾波系18,球鼻首作用,19,球鼻首作用19,8.3 相似定律,相似准则,inf,流体力的一般表达式,inf,雷诺相似定律,inf,傅汝德相似定律,inf,基本阻力全相似条件,inf,傅汝德假设,inf,20,8.3 相似定律 相似准则inf20,一、相似准则,几何相似,运动相似,动力相似,V,A,B,V,A,B,长：Ls,宽：Bs,长：L,m,宽：B,m,21,一、相似准则几何相似VABVAB长：Ls长：Lm21,二、流体力的一般表达式,基本量纲：,22,二、流体力的一般表达式基本量纲：22,三、雷诺相似定律,几何相似的船模和实船，当二者雷诺数相等时，其摩擦阻力或涡流阻力相似。,23,三、雷诺相似定律几何相似的船模和实船，当二者雷诺数相等时，其,四、傅汝德相似定律,几何相似的船模和实船，当二者傅汝德数相等时，其兴波阻力相似。,24,四、傅汝德相似定律几何相似的船模和实船，当二者傅汝德数相等时,五、基本阻力全相似条件,摩擦阻力和涡流阻力相似条件：,兴波阻力相似条件：,即：,结论：,全相似的条件不存在：,25,五、基本阻力全相似条件摩擦阻力和涡流阻力相似条件：兴波阻力相,六、傅汝德假设,基本阻力组成,剩余阻力相似条件,摩擦阻力按平板阻力估算,根据相似定律求实船的剩余阻力,应用,26,六、傅汝德假设基本阻力组成应用26,8.4,基本阻力的估算,摩擦阻力估算p143,剩余阻力估算,例题p145,27,8.4 基本阻力的估算 摩擦阻力估算p14327,8.5 基本阻力百分数,基本阻力曲线,inf,基本阻力百分数,inf,利用傅汝德大小表征船速,低速船,中速船,高速船,28,8.5 基本阻力百分数基本阻力曲线inf低速船中速船高速,基本阻力曲线,某低速货船基本阻力曲线,29,基本阻力曲线某低速货船基本阻力曲线29,基本阻力百分数,中速船,0.35,0.2,0.35,低速船,高速船,50,30,基本阻力百分数 中速船0.350.20.35低速船高速船50,8.7 附加阻力,污底阻力,inf,附体阻力,inf,空气阻力,inf,汹涛阻力,inf,浅水附加阻力,inf,31,8.7 附加阻力污底阻力inf31,一、污底阻力,p149,污底定义,污底阻力成因：,影响因素,出坞日期，,航行时间,，停泊时间，,航行区域，季节，水温表面，油漆状况。,摩擦,污底附着量,出坞后时间,：P150,下水后，摩擦阻力每天增加,2.5%,4.影响程度,32,一、污底阻力p149污底定义出坞日期，航行时间，停泊时间，摩,二、,附体阻力,附体定义,附体阻力成因：,影响因素,尾部数量，尺寸，形状，相对位置，船速,摩擦，涡流,7-8%*基本阻力,4.影响程度：,33,二、附体阻力附体定义,尾部数量，尺寸，形状，相对位置，船速摩,三、空气阻力,空气阻力定义,空气阻力成因,影响因素,水面以上船体形状；相对风速；风向；,摩擦，涡流,2-30%*基本阻力，P152,4.影响大小、程度：,34,三、空气阻力空气阻力定义水面以上船体形状；相对风速；风向；摩,四、汹涛阻力,耐波性定义：P152,失速,汹涛阻力组成,储备功率,船舶在各种海况下营运船速不致显著降低的性能。,摩擦，涡流，兴波,35,四、汹涛阻力耐波性定义：P152船舶在各种海况下营运船速不致,五、浅水附加阻力,浅水航行特点：,吃水；,浮态；,阻力变化；,摩擦，涡流，兴波,水深傅汝德数：,36,五、浅水附加阻力浅水航行特点：摩擦，涡流，兴波水深傅汝德数：,8.8 浅水航行对吃水的影响,船舶在深水中航行的沉浮量,inf,船舶在浅水中航行的沉浮量,inf,37,8.8 浅水航行对吃水的影响船舶在深水中航行的沉浮量in,一、船舶在深水中航行的沉浮量,深水中航行时的沉浮量,过渡状态,排水状态,滑行状态,体积傅汝德数：,38,一、船舶在深水中航行的沉浮量深水中航行时的沉浮量过渡状态排水,二、船舶在浅水中航行的沉浮量,变化规律：,变化小,尾倾,尾倾最大值,水深傅汝德数：,水深傅汝德数：,39,二、船舶在浅水中航行的沉浮量变化规律：变化小尾倾尾倾最大值水,