船舶阻力第5章-船型对阻力的影响剖析

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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。
• 4、经验公式确定棱形系数
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二、船中横剖面系数的影响
• 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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§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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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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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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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Βιβλιοθήκη Baidu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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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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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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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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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。
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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。
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。