P
F
压差阻力Rr——船体水下压力沿x方向分力的 差异所构成的阻力； 摩擦阻力Rf——船体水下摩擦应力沿x方向分 力的差异所构成的阻力；
第一部分 阻 力

三、阻力的分类

2、按分布特征分

R R0 R


R0——基本阻力，即裸船体在平静水面深水行驶所产 生的阻力。 Δ R——附加阻力，基本阻力未考虑的其它因素所产生 的阻力。 1）基本阻力的构成
第六节 相似定律

一、相似准则

1、几何相似
CL

LS B d S s LM BM d M
式中，LS、BS、ds——实船尺度； LM、BM、dM——船模尺度；

2、运动相似
u s vs Ls / t s CV um vm LM / t M

式中，Cv——速度相似比

us，um——实船和船摸某点速度；

第二节 机翼理论
z

一、机翼的几何要素

L l u e
F
1、翼展（l） 2、翼弦（b） 3、展弦比（λ=l/b） 4、厚度比（δ=e/b） 4、翼面积 5、迎角（α ）——来 流与翼弦线的夹角
α
D
x
b


2、叶根与叶梢


3、导边与随边


4、直径与盘面积


叶梢圆的直径为螺旋桨直径 叶梢圆的面积为螺旋桨的盘面积
自船尾方向观察，顺时针为右旋， 反之为左旋。

5、左旋与右旋


第一节 螺旋桨的结构与形状

三、螺距与螺距角
1、半径r小于螺旋桨的共轴 圆柱面与叶面的交线为 一螺旋线，其旋转一周 的移动距离为螺距P； 2、将圆柱面展开为一矩形， 则其节线与底线的夹角 为螺距角θ。
a 2 d b 2 d c 1 d
1 ( Lv ) d
R f kL2d v 2d 1d d kL2v 2
Rf f (
vL

) 1 v 2 S f ( Rn 定理
R f f ( Rn ) 1 v 2 S 2
PM 主机
PD
螺旋桨 尾轴套筒

二、主机功率的消耗

1、轴系摩擦损失及轴系传送效率


轴系摩擦损耗：PM - PD P 轴系传送效率： S D PM 船身与螺旋桨损耗：R· - T· Vs Va 船身效率:
T Va 1 t 1

2、船身与螺旋桨损耗及船身效率 R Vs

式中： v / gh ——傅汝德数 Fn Cw=f（Fn）——兴波阻力系数

在船模和实船几何相似的条件下,其兴波阻力和粘性 压差阻力相似的条件为傅汝德数相等:
v vM S Fn gLM gLS
第六节 相似定律

五、基本阻力相似条件


在船模与实船几何相似的前提下，基本阻力可表示为： R0 f ( Rn , Fn ) 1 v 2 S C0 1 v 2 S 2 2 C0——基本阻力系数
du ds KR f 0 dn n0
第二节 基本阻力

二、涡流阻力

1、不同物体的涡流阻力
V
V 4%Re V
Re

30%Re
2、船体涡流阻力
P
V I II III
x
第二节 基本阻力

三、兴波阻力

1、船波系
尾散波
首散波
尾横波

2、首尾横波的干扰
有利干扰 不利干扰
散波的存在及首、尾横 首横波 波不利干扰导致合成波 波高增大，消耗能量， 由此产生兴波阻力。
深水
Rt
深水为h
0.5
0.7
1.0
1.5
v / gh
第五节 浅水航行的浮态变化

一、船舶在深水中航行的沉浮量

1、体积付汝德数
Fnv vs / gV 1/ 3

1）Fnv<1.0,排水量状态; 2） 1.0<Fnv<3.0,过渡状态; 3）Fnv>3.0,滑行状态 1、当 v gh 时，船体下沉，下沉 量最大可达33%。 2、当 v gh 时，船体上浮。
2
——雷诺数 Cf=f（Rn）——摩擦阻力系数

vL
vM LM
M

vS LS
S
Rn
第六节 相似定律

四、傅汝德相似定律
Rw f ( L, v, , g ) Rw kLa v b c g d

根据因次分析原理同样可证明：
Rw f (

v 1 2 ) 2 v S Cw 1 v 2 S 2 gL

vs，vm——实船和船摸船速。

一、相似准则

第六节 相似定律
pS S R f Re Rw CF pM M rf re rw
3、动力相似

二、流体动力的一般表达式
L F ma kL2 ( ) 2 T 1 F C v 2 S 2

流体动压强； V——流体对物体的运动速度； ρ——流体动力； S——流体作用面积； C——无因次系数。
1 2 v 2
第六节 相似定律

三、雷诺相似定律
R f f ( L, v , , ) R f kLa v b c d
M :1 c d L : 1 a b 3c d T : 2 b d
ML a L b M c M d kL ( ) ( 3 ) ( ) 2 T T L LT
第一部分 阻力

第一节 概述
一、快速性

船舶在一定主机功率（收到功率）下等速直航的速 度性能。
Fx T R mx ax 0

T——推力； R——阻力。

二、主机功率的消耗
船壳板
尾轴 轴承
主轴
推力轴承
主机
螺旋桨
尾轴套筒
第一部分 阻力
第一节 概述
船壳板
尾轴 轴承
主轴
推力轴承
附体名称
舵 舭龙骨 轴包架
第四节 附加阻力

四、空气阻力
Ax
A Ay
风舷角q
AX k CX

1 2
2 Av A S y
(N )
1.2 式中：ρA——空气密度，取1.266kg/m3； 1

0.8 Sy——船舶水线以上正投影面积（m2）； 0.6 0.4 Va——相对风速（m/s）； 0.2 0 q ——风舷角； -0.2 -0.4 Cx——空气阻力系数，货船取0.7～0.9； -0.6 -0.8 -1 k——风向修正系数。
风向系数k
-1.2
20
40
60
80
100 120 风舷角q
140
160
180
第四节 附加阻力

五、汹涛阻力

1、船在风浪中的失速和失速比
v vc vR v ( vc vR ) vc vc

2、船舶顶浪航行时的失速比
900 / L 2(%) 1300 / L 6(%) v / vc 2100 / L 11(%) 3600 / L 18(%)

θ
第一节 螺旋桨的结构与形状

四、等螺距螺旋桨与变螺距螺旋桨

1、等螺距螺旋桨——桨叶各半径处螺距相等； 2、变螺距螺旋桨——桨叶各半径处螺距不等；
P tg 2r
第一节 螺旋桨的结构与形状

五、桨叶的切面形状
运输船舶桨叶的切面形状一般为机翼形； 大载荷螺旋桨桨叶的切面形状一般为、圆背形

4、实效伴流损失和相对旋转效率

R

M Q
' M Q
5、推进系数：
Cp
PE R VS H P R S PM PM
第一部分 阻力

三、阻力的分类

1、按产生原因分
τ F P ds τ
ds
Rr P cos(P; x)dS 压差阻力 S R f S cos( ; x)dS 摩擦阻力

二、船舶在浅水中航行的沉浮量



3、当 4、当 5、当 值。
时，船舶呈首倾。 v 0.6 gh 时，船舶呈尾倾。 v gh 时，尾倾达到最大
v 0.6 gh

三、浅水航行首尾下沉量的估算
水深 20m
第五节 浅水航行的浮态变化
静态 正浮
船速 14kn
船长 300m
尾沉 2.0m
尾横波
首横波
第三节 基本阻力的估算

一、基本阻力百分比
100 80 Rf/R0 60 40 20 0.1 0.2 拖船 0.3 客船
货船
0.4
Fn v / gL
0.5
0.6
第四节 附加阻力

一、附体阻力
RA K A R0

附体阻力占基本阻力的百分比KA 占基本阻力的百分比KA 单桨船 4.5% 3.0% 双桨船 2.0% 2.5% 2.5% 高速客船 1.5% 2.5% 4.0%


vS LS
S

vm Lm
m


S vS LS m vm Lm
vS vm Ls LM
vs v m gLs gLm
vs Ls 3 ( )2 vm Lm