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船舶阻力第5章-船型对阻力的影响剖析
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二、平行中体长度和位置的影响 • 采用平行中体可以简化施工工艺,降低造价 。同时又能增加舱容,满足船的载重量要求 。此外,有时对阻力性能产生有利影响。 • 随着航速增高,设置平行中体对阻力性能的 有利因素将下降,不利因素增加,故平行中 体长度随之缩短,直至达到某一航速时,完 全不宜采用平行中体。由此可得结论:最佳 平行中体长度主要与船速有关。
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§5-1 船型对阻力影响的基本概念
一、船型分类及其主要阻力成分 1、低速船:Fr<0.20,兴波阻力很小,设计时 主要考虑减小粘性阻力,形状比较肥大。 2、中速船:0.20<Fr<0.30,兴波阻力较小, 设计时既考虑减小兴波阻力,又要防止其它阻 力成分增大,船型适当趋于瘦削。 3、高速船:0.30<Fr,兴波阻力比较大,设计 时要减小兴波阻力,船型比较瘦长。
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1、排水量一定,修长系数减小对阻力的影响 1)对摩擦阻力的影响
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2)对剩余阻力的影响
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3)对总阻力的影响
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选择船长必须考虑:
1、布置要求 2、阻力性能
3、操纵性
4、经济性
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2、船长一定,修长系数增大对阻力的影响 1)对摩擦阻力的影响
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2)对剩余阻力的影响
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3)对总阻力的影响
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二、宽度吃水比对阻力的影响 1 对 摩 擦 阻 力 的 影 响
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方 尾
因水线面的尾部形状接近方形而得名。形成“ 虚长度”,在不增大湿表面积的前提下,增大 了设计水线长,即摩擦阻力不增大的前提下, 减小了剩余阻力。
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• 高速船舶采用方尾有利于减小阻力, 提高航速。还有利于提高横稳性,有 利于舵机、深水炸弹、水雷的布置。 • Fr<0.4的水面舰船多采用巡洋舰尾和 方尾。 • Fr>0.4的高速水面舰船多采用方尾, 特别是快艇和驱逐舰均采用方尾,故 也称之为驱逐舰式船尾。
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2)对剩余阻力的影响
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3)对总阻力的影响
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§5-3 主要船型系数的影响
一、菱形系数对阻力的影响 1、菱形系数对摩擦阻力的影响
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2、菱形系数对剩余阻力的影响
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• 3、结论 • 由上分析可知,棱形系数的变化将改变船 型,因而对兴波阻力产生不同的影响。由 于不同航速时兴波情况不同,所以从阻力 观点来看,所要求的CP值是不同的。 • 在整个速度范围内可以得出一条最佳棱形 系数曲线。
• 4、经验公式• 1、对阻力的影响 • 根据泰洛试验结果知,Cm很大的范围内 变化,不但对湿面积影响不大,即对摩擦 阻力影响不大,而且其剩余阻力的差别也 很小。 • 2、 Cm值的选取 • Cm值的选取实际上是取决于方形系数,高 速船由于希望有较小的Cm值。
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1、浮心纵向位置对阻力的影响
• 浮心纵向位置的改变对船体湿面积影响不大 ,故对摩擦阻力影响很小,然而对剩余阻力 的影响比较大。
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2、浮心纵向位置的选择
• 由于浮心纵向位置的变化会引起粘压阻力和 兴波阻力完全不同的变化,为此应该根据各 类船舶的各阻力成分所占的比重不同选取相 应的浮心纵向坐标值。 • 1)低速船:浮心纵向位置在船中前为宜; • 2)中速船:浮心位置应适当移向船中部; • 3)高速船:浮心位置取在船中后为宜。
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三、横剖面面积曲线两端形状的影响 • 低速船:两端宜为直线形; • 中速船:前端宜取微凹或凹形,后端直线或 微凹 • 高速肥:两端宜取直线或微凸。
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§5-5 满载水线形状的影响
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§5-6 首尾端性形状的影响
一、船首柱尾柱形状
二、船尾柱尾柱形状
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1)垂直式船首
当航行过程中产生尾倾时,首柱将向 后倾倒。目前不采用。
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二、比较影响阻力的船型参数 1、主尺度比:长宽比、宽度吃水比、吃水长 度比。 2、船型系数:方形系数、菱形系数、船中横 剖面系数和排水体积长度系数等。 3、船体形状:横剖面面积曲线形状、满载水 线面曲线和船体首尾形状。
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§5-2 船体主尺度的影响
一、排水量长度系数对阻力的影响
排水量长度系数 又称修长系数, 表示船舶的瘦长程度。该系数大,意味着 同样船长范围内分布着更多的排水量。它 包含排水量和船长两个变量。
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船舶阻力第五章 船型对阻力的影响
船型选取是船舶设计的首要环节。在船舶设计 中,根据船舶设计任务书的要求,综合考虑船 舶的总体布置、工艺结构、快速性、耐波性、 稳性、航区和经济性等来选定船型。 船型与阻力关系密切。尤其对兴波阻力而言, 船型的微小变化会对兴波阻力产生大的影响。
研究船型与阻力的关系对设计优良的低阻船型 具有非常重要的意义。
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2)斜直式船首
有力于减小纵摇和升沉运动,可增加甲 板面积,有利于甲板机械的布置,也比 较美观。目前多采用。
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3)倾斜式船首
有力于减小纵摇,降低波浪中的阻力增 值,可增加甲板面积,改善淹湿性,也 比较美观。
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4)球鼻船首
有力于减小兴波阻力、破波阻力和舭涡 阻力。大型船舶采用者很多。但制造工 艺较复杂,对首锚的使用也有影响。
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5)飞剪式船首
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6)破冰式船首
此船首用于破冰船
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球鼻首的减阻机理: 1、减小兴波阻力 2、减小破波阻力 3、减小舭涡阻力
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球鼻首的形状
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二、船尾柱尾柱形状 1 椭 圆 形 尾
因船尾甲板成椭圆形而得名。以往民船 多采用,现已被巡洋舰尾代替。
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2 巡洋 舰尾
• 巡洋舰型船艉将满载水线附近的尾部水线向后 作适当延长,增加了水线长度,有利于减小兴 波阻力和粘性阻力。尾部甲板面积增大,有利 于增加初稳性,并便于布置舵机,对螺旋桨和 舵具有保护作用.可提高推进效率,且尾部容 积较大,有利于布置传动机械及工作舱室,可 以减小尾倾和尾部拍击现象。
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三 方 形 系 数 对 阻 力 的 影 响
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§5-4 横剖面面积曲线形状的影响
一、浮心纵向位置的影响 • 浮心纵向位置即横剖面面积曲线所围面积的 形心纵向位置。 • 它表示排水体积对于船中分布不对称的程度 。浮心离船中越后,表示船尾部越肥,船首 部越瘦;反之,浮心离船中超前则表示尾部 越瘦,首部越肥。