船舶阻力復(fù)習(xí)思考題（含答案）何謂“船舶快速性”？在給定航速規(guī)定狀況下，設(shè)計(jì)時(shí)追求高的船舶快速性與否尚故意義？為什么？“船舶快速性”是研究船舶盡量消耗小的主機(jī)功率以維持一定航速的能力。或者說(shuō)，在給定主機(jī)功率時(shí)，表征船舶航速高低的一種性能。故意義，對(duì)一定的船舶規(guī)定達(dá)成一定航速時(shí)，所需主機(jī)功率小者，謂之快速性好，反之較差。簡(jiǎn)述船舶阻力的分類(lèi)；船體阻力的分類(lèi)。船舶阻力的分類(lèi)：按流體種類(lèi)分：空氣阻力、水阻力。

船體阻力的分類(lèi)：按產(chǎn)生阻力的物理現(xiàn)象分類(lèi)：興波阻力Rw、摩擦阻力Rf、粘壓阻力Rpv

按作用力的方向分類(lèi)：摩擦阻力Rf、壓阻力Rp；

按流體性質(zhì)分類(lèi)：興波阻力Rw、粘性阻力Rv；

傅汝德阻力分類(lèi)：摩擦阻力Rf，剩余阻力Rr。影響船體阻力的因素重要有哪些？①船型②航速③外界條件（水深，溫度，流體介質(zhì)等）形似船，對(duì)應(yīng)速度的概念。形似船：是指僅大小不同形狀完全相似（即幾何相似）的船舶之間的統(tǒng)稱(chēng)，如實(shí)船和它的船模即為相似船。對(duì)應(yīng)速度：是指形似船之間，為了保持傅汝德數(shù)Fr相似，則它們的速度必須滿足一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。若要直接從船模的總阻力求實(shí)船的總阻力，必須滿足如何的相似條件？事實(shí)上這樣的條件能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？需滿足：船體總阻力相似定律——全相似定律（涉及了：粘性阻力相似定律——雷諾定律、興波阻力相似定律——傅汝德定律）；事實(shí)上這樣的條件不能實(shí)現(xiàn)，由于①船模要在運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)比水小得多的流體中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在還辦不到；②若在水池中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則船模的速度較大，難以實(shí)現(xiàn)。何謂相稱(chēng)平板？何謂形狀效應(yīng)？引入相稱(chēng)平板概念后船體曲率為什么會(huì)影響摩擦阻力？影響狀況如何？相稱(chēng)平板：船體的摩擦阻力與其同速度、同長(zhǎng)度、同濕面積的光滑平板摩擦阻力相稱(chēng)，該假定中的“光滑平板”就稱(chēng)為該船的“相稱(chēng)平板”。形狀效應(yīng)：由于船體彎曲表面影響使其摩擦阻力與相稱(chēng)平板計(jì)算所得成果的差別稱(chēng)為形狀效應(yīng)。為什么：彎曲船體表面的水流之平均速度較平板狀況為大，其平均邊界層厚度必較薄，同時(shí)彎曲表面易發(fā)生邊界層分離以致產(chǎn)生旋渦。影響狀況：會(huì)增加摩擦阻力，但是這種阻力增加量是比較小的，由于彎曲表面所引發(fā)摩擦阻力的增大與分離點(diǎn)后漩渦區(qū)摩擦阻力的減少有所抵消，考慮到多個(gè)因素之間的互相抵消作用，摩擦阻力的增量是較小的。相對(duì)粗糙度一定時(shí)，摩擦阻力系數(shù)隨Re數(shù)的變化可分為哪三個(gè)階段？①水力光滑階段：當(dāng)Re較小時(shí)，漆面平板摩擦阻力系數(shù)Cfr與光滑平板摩擦阻力系數(shù)Cf重疊。即粗糙度對(duì)阻力沒(méi)有影響。②過(guò)渡階段：當(dāng)Re增大到某一值時(shí)，Cfr開(kāi)始不不大于光滑平板摩擦阻力系數(shù)，且他們之間的差值逐步增大。③完全粗糙階段：當(dāng)Re繼續(xù)增加到某一雷諾數(shù)后，△Cf=（Cfr-Cf)基本不再隨Re而變化，近似為一常數(shù)。敘述船體表面粗糙度對(duì)阻力的影響。船體表面粗糙度可分成兩類(lèi)：普遍粗糙度（漆面粗糙度）和局部粗糙度（構(gòu)造粗糙度）。普遍粗糙度重要是油漆面的粗糙度和殼板表面的凹凸不平等。局部粗糙度重要為焊縫、鉚釘、開(kāi)孔以及突出物等粗糙度。這些微小的粗糙度會(huì)造成阻力的大幅度增加。在計(jì)算船模的摩擦阻力時(shí)，為什么不必考慮粗糙度補(bǔ)貼？船模表面由于加工精良，同時(shí)速度要比實(shí)船低得多，因此船模表面粗糙度相對(duì)于其界層的層流底層要小，因此普通認(rèn)為船模表面屬于水力光滑狀況，即不考慮表面粗糙度對(duì)摩擦阻力的影響。何謂污底？為什么污底造成船速下降？污底：船舶在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，船體水下部分因長(zhǎng)久浸泡在水中，除鋼板被腐蝕外，海水中的生物，如貝類(lèi)、海草等將附著在船體上生長(zhǎng)，使船體表面凸凹不平，大大增加了船體表面的粗糙度，阻力增加很大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“污底”。污底造成船速下降的因素：首先由于污底直接增加了阻力，另首先由于阻力增加造成推動(dòng)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀況變化，致使螺旋槳效率下降。防治污底的辦法？防治污底的辦法普通是先咋船體表面敷涂?jī)杀榉冷P漆，然后再涂一二遍防污漆。另外，污底的海船在淡水港內(nèi)停泊數(shù)后來(lái)再行出海，其附著的貝類(lèi)和海草的大部分因死亡而脫落。對(duì)污底嚴(yán)重的船必須定時(shí)進(jìn)塢除污，重新油漆。試述船體摩擦阻力計(jì)算環(huán)節(jié)。(1)計(jì)算船的濕表面積；

(2)計(jì)算雷諾數(shù)Re；(3)根據(jù)光滑平板摩擦阻力公式算出或由對(duì)應(yīng)的表中查出摩擦阻力系數(shù)Cf；

(4)決定粗糙度補(bǔ)貼系數(shù)ΔCf的數(shù)值，現(xiàn)在我國(guó)普通取ΔCf=0.4*10-3；

(5)根據(jù)算出船的摩擦阻力。肥大船型首舭渦的產(chǎn)生對(duì)阻力和浮態(tài)有何影響？舭渦的產(chǎn)生使船首底部形成低壓區(qū)，不僅使粘壓阻力增加，并且造成了船體航行過(guò)程中的埋首現(xiàn)象，又會(huì)增加阻力。型線設(shè)計(jì)時(shí)，從減小粘壓阻力出發(fā)應(yīng)注意哪些原則？①應(yīng)注意船的后體形狀。去流段長(zhǎng)度滿足Lr≥4.08(Am)0.5，這里Am為船中橫截面面積；對(duì)于低速肥大船型可滿足Lr≥2.5(Am)0.5。同時(shí)，后體收縮要緩和，例如船尾水線與中間線間的夾角對(duì)不同速度的船可考慮貝克提出的規(guī)定，以避免尾部產(chǎn)生大量旋渦，減少粘壓阻力。②應(yīng)避免船體曲率變化過(guò)大。在橫剖面面積曲線上，前眉切勿過(guò)于隆起，后肩切勿過(guò)于內(nèi)凹，否則兩肩部容易產(chǎn)生旋渦，增大粘壓阻力。③前體線型應(yīng)予適宜注意。特別對(duì)低速肥大型船，其舭渦阻力是粘壓阻力的重要構(gòu)成部分，采用球鼻型船首有可能減小這一部分阻力。為什么說(shuō)“企圖通過(guò)變化船體形狀來(lái)減小摩擦阻力是無(wú)甚收益的”？對(duì)于船體彎曲表面的研究表明，船體的摩擦阻力確實(shí)不不大于相稱(chēng)平板的摩擦阻力。但是這種阻力增加量是比較小的，其因素在于彎曲表面所引發(fā)摩擦阻力的增大與分離點(diǎn)后漩渦區(qū)域摩擦阻力的減小有所抵消，考慮到多個(gè)因素之間的互相抵消，傅汝德假定在實(shí)用上不致發(fā)生很大誤差。因此，可認(rèn)為船體彎曲度對(duì)摩擦阻力的影響并不明顯，故普通認(rèn)為想通過(guò)變化船體形狀來(lái)減少摩擦阻力是無(wú)甚收益的。試述船波成因及其圖形特性。船波成因：在船舶駛過(guò)之后，留在船體后方并不停向外傳輸?shù)牟ɡ朔Q(chēng)為船行波。水流流經(jīng)彎曲的船體時(shí)，沿船體表面的壓力分布不同，造成船體周邊的水面升高或下降，在重力或慣性的作用下，在船后形成實(shí)際的船波。船波圖形特性：

①整個(gè)船行波分為首尾兩個(gè)波系，各由橫波和散播構(gòu)成；

②整個(gè)波系基本上集中在凱爾文角所限定的扇形面范疇之內(nèi)；

③船首橫波普通在船首處略后處為波峰，而船尾橫波則在尾柱略前處由波谷

開(kāi)始；

④整個(gè)波系的各散波之間及散波與橫波之間互不干擾；

⑤船首尾兩橫波在船尾部分互相混合，構(gòu)成合成橫波，因此普通在船尾及其后方所觀察到的已是兩橫波干擾后的合成波。試從受力和能量觀點(diǎn)闡明興波阻力的成因。受力：船體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中興起波浪，由于波浪產(chǎn)生，變化了船體表面的壓力分布狀況，船首的波峰使首部壓力增加，而船尾的波谷使尾部壓力減少，于是產(chǎn)生首尾流體動(dòng)力差。這種由興波引發(fā)的壓力分布的變化所產(chǎn)生的阻力稱(chēng)為興波阻力。能量：船舶在水面航行時(shí)產(chǎn)生波浪，船體必須提供興波的波能，即要克服興波阻力做功。何為興波干擾？何謂有利干擾？不利干擾？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么原則？興波干擾：由于實(shí)際船體興波存在船首波系和船尾波系，且兩波系中的橫波在船尾處相遇而疊加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為興波干擾；有利干擾：如果首波波峰在船尾與尾波波谷相疊加，則合成橫波波幅減小，興波阻力減小，這種狀況稱(chēng)為有利干擾；不利干擾：如果首尾橫波波谷相疊加，則合成波的波幅增大，波能必然增大，因而興波阻力隨之增大。這種狀況稱(chēng)為不利干擾。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的原則：要根據(jù)規(guī)定的航速合理地選擇船型，力求避免波阻峰點(diǎn)，設(shè)法處在波阻谷點(diǎn)。在船舶設(shè)計(jì)中為了減小興波阻力，要更重視前體形狀的設(shè)計(jì)，為什么？在興波阻力中的“自然興波阻力”部分的大小與首尾橫波、散波的波高關(guān)系甚密，而這些波浪的波高受船體形狀（重要是首尾端形狀）的影響，特別是首部形狀的影響尤為突出。減小興波阻力有哪些途徑？對(duì)應(yīng)根據(jù)是什么？（1）減少常規(guī)船興波阻力：①選擇合理的船型參數(shù)；②設(shè)計(jì)良好的首尾形狀；③造成有利的波系干擾；④高速排水型艇安裝消波水翼。根據(jù)：設(shè)法減小其興波幅值，從而使興波阻力有所減小。（2）應(yīng)用不同設(shè)計(jì)概念：①雙體和多體船設(shè)計(jì)概念；②使船體抬出設(shè)計(jì)概念；③船體下潛設(shè)計(jì)概念；④復(fù)合設(shè)計(jì)概念。根據(jù)：不同的設(shè)計(jì)概念能產(chǎn)生不同于常規(guī)船的水面航行狀態(tài)方式，從而減小興波阻力。現(xiàn)行運(yùn)用模型實(shí)驗(yàn)研究分析興波阻力的采用什么辦法？現(xiàn)行的模型實(shí)驗(yàn)辦法是根據(jù)（1+k）法即三因次法Cw=Ctm-(1+k)Cfm的關(guān)系式，通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)擬定興波阻力系數(shù)來(lái)研究、分析興波阻力，可較二因次分析法更對(duì)的的反映興波阻力的特性。對(duì)于高速船模型實(shí)驗(yàn)，普通用剩余阻力曲線來(lái)分析興波阻力的特性，為什么？對(duì)高速船，剩余阻力中的絕大部分是興波阻力，因此，已足以反映興波阻力的特性。船行波和破波的定義。船行波：在船舶駛過(guò)之后，留在船體后方并不停向外傳輸?shù)牟ɡ朔Q(chēng)為船行波；破波：被船體興起后很快就破碎的波浪，稱(chēng)為破波。試述破波阻力的特性。①對(duì)于航速較高的豐滿船型，破波阻力是一種不容無(wú)視的阻力成分；②破波阻力來(lái)源于船首非線性興波的破碎，描述興波現(xiàn)象的無(wú)量綱數(shù)是傅汝德數(shù)。但破波發(fā)生在船首附近，是一種局部現(xiàn)象，船長(zhǎng)的作用并不明顯，替代船長(zhǎng)的應(yīng)當(dāng)是船舶吃水。吃水淺的船型，整個(gè)船體更靠近水面，對(duì)水面的擾動(dòng)較大，非線性效應(yīng)明顯，故起作用的應(yīng)當(dāng)是吃水傅汝德數(shù)FrT=v/(gT)0.5，T是吃水；③對(duì)于幾何相似的豐滿船型，破波阻力隨Fr的增大而增加；④對(duì)于同一豐滿船，在同樣航速時(shí)，壓載狀況的吃水小，吃水博汝德數(shù)大，破波阻力比滿載時(shí)為高；⑤系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)表明破波阻力與船型參數(shù)，重要是寬度吃水比B/T、進(jìn)流段長(zhǎng)度、球首伸出長(zhǎng)度等有關(guān)。減小B/T、增加進(jìn)流段長(zhǎng)度、采用前伸的薄形球首，都對(duì)減小破波阻力有利。前伸球首事實(shí)上使水線在首部的坡度明顯減小，可減少波陡、減緩波浪破碎。對(duì)豐滿船的壓線狀態(tài)，球首的作用更為明顯。破波阻力如何測(cè)定？應(yīng)用尾流測(cè)量法測(cè)定出尾流阻力Rv，再由實(shí)驗(yàn)測(cè)量表明船體粘性阻力Rv0=（1+k）×平板摩擦阻力，最后可得破波阻力Rwb=Rv－Rv0附體的定義，附體的重要阻力成分。附體的定義：突出于裸船體之外的附屬體如舵、舭龍骨、軸支架等。重要成分：由于船的附體普通安裝在水線下列較深的位置，且相對(duì)尺寸較小，因而認(rèn)為附體阻力的重要成分是摩擦阻力和粘壓阻力。①支軸架等這類(lèi)較短的附體，其阻力成分重要是粘壓阻力，并可認(rèn)為其阻力系數(shù)與速度無(wú)關(guān)；②而舭龍骨、軸包套等較長(zhǎng)的沿流線方向安裝的附體，重要是摩擦阻力。工程上擬定附體阻力有哪些近似估算辦法？①應(yīng)用已有資料或經(jīng)驗(yàn)公式擬定附體阻力；②應(yīng)用模型實(shí)驗(yàn)擬定附體阻力。從減小阻力出發(fā)，設(shè)計(jì)附體時(shí)應(yīng)注意哪些原則？①附體應(yīng)沿船體流線方向設(shè)立，其目的是減小由附體所產(chǎn)生的漩渦，從而減少粘壓阻力；

②盡量采用濕面積較小的附體，其目的在于減小附體所引發(fā)的摩擦阻力；

③普通附體沿水流方向應(yīng)采用流線型對(duì)稱(chēng)剖面。何謂尺度效應(yīng)?尺度效應(yīng)：在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)辦法研究船的快速性問(wèn)題時(shí)，由于模型與實(shí)船之間的絕對(duì)尺度不同，且不能同時(shí)滿足全相似定律，因而引發(fā)某些力、力矩或壓力系數(shù)甚至流態(tài)等性能方面的差別。失速、儲(chǔ)藏功率，服務(wù)速度、試航速度的定義。失速：由于波浪阻力增值的存在，如保持靜水中相似功率時(shí)，航速必然會(huì)下降，這種航速的減小稱(chēng)為速度損失或簡(jiǎn)稱(chēng)失速；儲(chǔ)藏功率：波浪中阻力增值，如要維持靜水中的相似速度，則必須較原靜水功率有所增加，所增加的功率稱(chēng)為儲(chǔ)藏功率；服務(wù)速度：以持久功率（約為額定功率的85%~90%）在平均海況下船舶所能達(dá)成的航速稱(chēng)為服務(wù)速度；試航速度：船舶建成后，在規(guī)定裝載狀況下，且主機(jī)以額定功率在安靜水面中所能達(dá)成的速度叫試航速度。影響空氣阻力的因素有哪些？①船舶水上部分的外形；

②風(fēng)的相對(duì)速度大小和方向。波浪中阻力增值或洶濤阻力的概念。在波浪中引發(fā)阻力增加的重要因素是什么?概念：船舶在風(fēng)浪中航行時(shí)的阻力將較在靜水時(shí)為大，所增加的阻力稱(chēng)為波浪中的阻力增值，或稱(chēng)為洶涌阻力（Raw）。重要因素：①船體運(yùn)動(dòng)；②船體對(duì)波浪的繞射作用船模阻力實(shí)驗(yàn)的根據(jù)是什么？由于在實(shí)驗(yàn)池內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全相似的條件；在滿足重力相似的條件下，保持Fr數(shù)相等的狀況下進(jìn)行；由于實(shí)驗(yàn)船體周邊邊界層中的水流都是出于紊流狀態(tài)，因而規(guī)定船模實(shí)驗(yàn)的雷諾數(shù)必須在2×106以上，并且在首部5%Lm處安裝激流裝置，才干滿足船模邊界層中的水流處在紊流狀態(tài)。拖車(chē)式和重力式船模實(shí)驗(yàn)池的優(yōu)缺點(diǎn)？①拖車(chē)式：優(yōu)點(diǎn)：可用較大尺度的船模，減小尺度效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)成果的精確性較高；缺點(diǎn)：水池的長(zhǎng)度和拖車(chē)的速度事實(shí)上對(duì)船模的尺度和速度有一定的限制。②重力式：優(yōu)點(diǎn)：水池小，設(shè)備簡(jiǎn)樸，建造成本低，并含有一定的精確性；缺點(diǎn)：船模尺度小，尺度效應(yīng)大，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容受到限制，并影響實(shí)驗(yàn)成果的精確性，不便于觀察船模的運(yùn)動(dòng)和水流狀況等。船模實(shí)驗(yàn)前應(yīng)做哪些準(zhǔn)備工作?首先按一定規(guī)定制作實(shí)驗(yàn)用的船模，另首先船模在實(shí)驗(yàn)前要安裝人工激流裝置，安裝激流絲后進(jìn)行稱(chēng)重工作，然后通過(guò)調(diào)節(jié)壓載重量的位置使船舶沒(méi)有橫傾，首尾吃水滿足規(guī)定的規(guī)定，最后將船模安裝到拖車(chē)上。設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)哪些因素?cái)M定船模長(zhǎng)度？對(duì)模型加工有什么規(guī)定?擬定船模長(zhǎng)度的因素：船模的縮尺比根據(jù)水池的長(zhǎng)度、拖車(chē)最高速度以及實(shí)船的尺度和航速來(lái)擬定。對(duì)模型加工的規(guī)定：船模線型要與實(shí)船保持幾何相似，表面必須光潔，滿足一定的加工精度。船模阻力數(shù)據(jù)體現(xiàn)法的目的、規(guī)定是什么?目的：一是船體阻力換算，另一是比較船型阻力性能之優(yōu)劣。規(guī)定：①無(wú)量綱化；②選定Fr數(shù)或類(lèi)似形式作速度參數(shù)；③阻力與速度之間的函數(shù)形既要便于進(jìn)行阻力換算，又要能夠比較不同船型的阻力性能的優(yōu)劣。為什么說(shuō)船長(zhǎng)一定時(shí)，相似的Fr，Rr/D最低意味著單位排水量總阻力Rt/D最低？由于船長(zhǎng)一定時(shí)，船體形狀變化對(duì)濕面積影響不大，亦即對(duì)摩擦阻力影響不大，因此Rr/△最低就意味著單位排水量總阻力Rt/△最低。流線實(shí)驗(yàn)的目的是什么？為了使附體能按照流線的方向安裝以盡量減少附體阻力；同時(shí)通過(guò)對(duì)流線的分析以尋找改善阻力性能的辦法。幾何相似船模組實(shí)驗(yàn)阻力實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪鉀Q哪些問(wèn)題？通過(guò)幾何相似船模組阻力實(shí)驗(yàn)研究不僅可驗(yàn)證阻力換算辦法的精確性，并且還能夠比較不同換算辦法的合理性，同時(shí)亦可研究形狀因子及推動(dòng)效率中多個(gè)成分的尺度作用等問(wèn)題。優(yōu)良船型的含義？船型對(duì)阻力性能的影響是與船速親密聯(lián)系的，不同速度范疇內(nèi)，船型參數(shù)對(duì)阻力影響不僅程度上不同，甚至尚有本質(zhì)上的差別，所謂的阻力性能優(yōu)良船型是對(duì)某一定速度范疇而言。對(duì)于不同速度范疇內(nèi)的船舶來(lái)說(shuō)，影響船體阻力的重要船型參數(shù)應(yīng)當(dāng)是不同的，船舶設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮參數(shù)選擇的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)視具體狀況而定。排水量長(zhǎng)度系數(shù)對(duì)阻力的影響?①減小這個(gè)系數(shù)將使摩擦阻力增加；②排水量一定時(shí)，增加船長(zhǎng)，將使剩余阻力下降；③對(duì)低速船（△集中在中前）：排水量長(zhǎng)度系數(shù)減小，剩余阻力的減小值不大，因此總阻力幾乎無(wú)甚下降；如果L過(guò)大時(shí)，總阻力反而增加。④對(duì)高速船（△集中在中后）：船長(zhǎng)較短時(shí)，增大船長(zhǎng)，總阻力減小相稱(chēng)明顯（重要是剩余阻力）。隨著船長(zhǎng)繼續(xù)增加，總阻力減小趨勢(shì)減緩，但是進(jìn)一步增加船長(zhǎng)到一定程度總阻力反而開(kāi)始增大（Rr不能再減小了，但Rf卻隨之不停增加）。船體主尺度對(duì)阻力有很大影響，在船長(zhǎng)的選擇時(shí)應(yīng)考慮哪幾方面的問(wèn)題？①布置規(guī)定：滿足船舶使用規(guī)定，使艙室布置符合規(guī)定；②阻力性能：盡量選擇對(duì)應(yīng)于船體阻力性能良好的船長(zhǎng)；③操縱性：船長(zhǎng)與操縱性關(guān)系親密，船過(guò)長(zhǎng)，其回轉(zhuǎn)性差，要考慮港口、航道內(nèi)的操縱性問(wèn)題；④經(jīng)濟(jì)性：在最佳船長(zhǎng)附近范疇的總阻力差別不大時(shí)，應(yīng)選用阻力變化不大的最短船長(zhǎng)，以減少船體造價(jià)。Cp，Cb，Cm的幾何含義是什么？它們各自對(duì)阻力的影響如何？Cp：棱形系數(shù)，是表征船的排水體積沿船長(zhǎng)方向的分布狀況。影響：對(duì)摩擦阻力的影響能夠不予考慮；對(duì)剩余阻力影響很大，與航速親密有關(guān)，低速時(shí)Cp影響極小，中速是有明顯影響，高速時(shí)取適宜大的Cp值剩余阻力反而低。Cb：是表征船體水下部分肥瘦程度的一種重要參數(shù)。影響：對(duì)摩擦阻力影響較小但對(duì)剩余阻力影響較大，特別對(duì)航速較高的船影響更為明顯，這是由于Cb對(duì)興波阻力影響敏感。Cm：船中橫剖面系數(shù)，表達(dá)船中橫泡面的豐滿程度，對(duì)阻力影響并不重要。試述實(shí)踐最佳Cp系數(shù)曲線與理論最佳Cp系數(shù)曲線的差別。理論最佳Cp系數(shù)曲線是根據(jù)排水量長(zhǎng)度系數(shù)給定時(shí)，每一種Fr有一種對(duì)應(yīng)于最小剩余阻力的最佳Cp值連成的曲線。但在實(shí)際船舶設(shè)計(jì)中，重要從船舶的使用性和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)選用棱形系數(shù)值。對(duì)于低速船，事實(shí)上所取的Cp值遠(yuǎn)較理論Cp值要大。這樣阻力值增加不大，但能夠得到較大的排水量，提高了船舶的經(jīng)濟(jì)效益；而對(duì)高速軍艦，因照顧到經(jīng)常使用的巡航速度狀況下的經(jīng)濟(jì)性，因此實(shí)際選用的Cp值遠(yuǎn)較理論值反而為低。在排水量，船長(zhǎng)，棱形系數(shù)一定的條件下，尚有哪幾個(gè)重要因素可影響橫剖面面積曲線形狀？各因素變化時(shí)為什么會(huì)影響阻力？如何影響？影響因素：浮心縱向位置、平行中體長(zhǎng)度和位置、橫剖面面積曲線兩端的形狀

①浮心縱向位置的影響：浮心縱向位置的變化對(duì)船體濕面積影響不大，故對(duì)摩擦阻力影響很小，然而對(duì)剩余阻力的影響比較大。這是由于由阻力理論知:前體形狀特別是船首豐滿會(huì)使興波阻力增加：船尾豐滿將使粘壓阻力增加。如果浮心縱向位置發(fā)生變化，實(shí)質(zhì)是船體的前體形狀和后體形狀將發(fā)生對(duì)應(yīng)的變化。因而船體興波阻力和粘壓阻力必然隨之變化。其成果將對(duì)剩余阻力產(chǎn)生一定影響，列表闡明以下：浮心位置變化Xc：由船中之前→船中之后船體形狀變化船型：首部肥、尾部瘦→首部瘦、尾部肥剩余阻力的影響粘壓阻力：由較小→變?yōu)檩^大興波阻力：由較大→減小②平行中體長(zhǎng)度和位置的影響：

在排水體積一定的狀況下，適宜地設(shè)立平行中體可使船首尾兩端尖瘦，在中低速狀況下，對(duì)減小興波阻力和粘壓阻力都有利，這是對(duì)阻力性能有利的一面。但另首先，由于平行中體的存在，船的前體(進(jìn)流段)和后體(去流段)與平行中體之間將形成“前肩”和“后肩”，易于產(chǎn)生肩波和旋渦，這是對(duì)阻力性能不利的一面。對(duì)于中低速船來(lái)說(shuō)，適宜地采用平行中體，對(duì)阻力性能是有利的。

對(duì)高速船，如果設(shè)立平行中體，必然使船首過(guò)分瘦削，水線成為S形，這樣在較高航速時(shí)，首部波浪水壓力的水平分量將增大，因而阻力增大。同時(shí)，由于高速時(shí)產(chǎn)生的肩波系和肩部附近的嚴(yán)重旋渦將使阻力性能惡化。因此高速船均不適宜設(shè)平行中體。

由以上分析知，隨著航速增高，設(shè)立平行中體對(duì)阻力性能的有利因素將下降，不利因素增加，故平行中體長(zhǎng)度隨之縮短，直至達(dá)成某一航速時(shí)，完全不適宜采用平行中體。由此可得結(jié)論:最佳平行中體長(zhǎng)度重要與船速有關(guān)。

③橫剖面面積曲線兩端的形狀的影響：首端形狀取決于不同速度時(shí)興波阻力的比重以及波峰的水壓力在水平方向的分力大小：尾端形狀以不使后體壓力梯度過(guò)大，以減小粘壓阻力為考慮出發(fā)點(diǎn)。不同航速船舶的橫剖面面積曲線兩端的形狀可概括為:

低速船。兩端宜為直線形：

中速船。前端宜取微凹或凹形，后端直線或微凹：

高速船。兩端宜取直線或微凸。

平行中體對(duì)阻力的影響？見(jiàn)第46題第②點(diǎn)平行中體的長(zhǎng)度和位置與航速有關(guān)，為什么？由于隨著航速增高，設(shè)立平行中體對(duì)阻力性能的有利因素將下降，不利因素增加，故平行中體長(zhǎng)度隨之縮短，直至達(dá)成某一航速時(shí)，完全不適宜采用平行中體。滿載水線首、尾端形狀對(duì)阻力的影響如何？其設(shè)計(jì)原則是什么?滿載水勢(shì)首尾端形狀對(duì)興波阻力影響較大，因此該形狀的選擇與船速親密有關(guān)。設(shè)計(jì)原則：①低速船。可呈凸形，其凸出的程度隨航速提高而減少，直至Fr=0.20時(shí)，可呈直線形；②中速船。呈凹形；③高速船。應(yīng)為直線形甚至微凸形。船首部橫剖面形狀對(duì)阻力的影響？應(yīng)如何選擇？首部橫剖面形狀：低速船取V形較佳，由于它的濕面積較U形略小，可減小摩擦阻力。同時(shí)它的水下部分較瘦，且易于使水流沿縱剖線方向流動(dòng)，以減少舭部產(chǎn)生的旋渦，因此對(duì)阻力性能有利：普通對(duì)中高速船以采用U形為佳，即使U形的濕面積相對(duì)于V形略大，但U形可使較多的排水體積分布于滿載水線下列，滿載水線處較尖瘦，能夠減小興波阻力。但應(yīng)注意對(duì)中、高速船避免采用極端U形，否則由于舭部曲率半徑過(guò)小，易于產(chǎn)生舭渦，于阻力性能反而不利。另外對(duì)于更高速的快艇均采用V形剖面，這重要考慮提高水動(dòng)力特性和改善耐波性。

船尾部橫剖面形狀對(duì)阻力的影響？尾部橫剖面形狀：從阻力觀點(diǎn)來(lái)看，采用V形剖面的優(yōu)點(diǎn)除濕面積略小外，重要是V形剖面與較寬的滿載水線相配合，使水下部分較瘦削，尾部縱剖線較平順不易產(chǎn)生分離，不僅對(duì)阻力性能有利，且螺旋槳效率不受影響。另外較寬的水線更適于布置雙槳，因此雙槳船的尾部普通均采用V形剖面。但從推動(dòng)觀點(diǎn)來(lái)看，尾部采用U形剖面可使伴流比較均勻，船體振動(dòng)較小，特別對(duì)提高單螺旋槳船的推動(dòng)效率有利。因此實(shí)際應(yīng)用中，有的將尾部V形橫剖面在靠近推動(dòng)器處逐步改為U形，以獲得兩種剖面線型都有的優(yōu)點(diǎn)。試述橢圓形船尾的特點(diǎn)。橢圓形船尾的特點(diǎn)是尾柱取垂直形式，因其尾部甲板呈橢圓形而得名。以往民用船都采用這種構(gòu)造簡(jiǎn)樸的船尾形式，現(xiàn)在已為巡洋艦型船尾所替代。試述巡洋艦尾的特點(diǎn)。巡洋艦尾的特點(diǎn)是將滿載水線附近的尾部水線向后作適宜延長(zhǎng)。由于其相稱(chēng)于增加水線長(zhǎng)度，可有助于減小興波阻力和粘壓阻力。另外，船尾甲板面積增加，有助于增加初穩(wěn)性，并便于布置舵機(jī)等，同時(shí)對(duì)螺旋槳和舵有保護(hù)作用，可提高推動(dòng)效率。它的缺點(diǎn)是構(gòu)造較為復(fù)雜且后垂線處的船體應(yīng)力將加大，故現(xiàn)在大船都將滿載水線以上的船尾部作成斜直平面，便于施工。方尾的阻力特性如何？在什么條件下選用？方尾的阻力特性：采用方尾的最重要優(yōu)點(diǎn)在于:它的尾部縱剖線坡度緩和近于直線。這樣可使水流大致沿縱剖線方向流動(dòng)，減少高速水流的扭轉(zhuǎn)和彎曲程度，從而可減少能量損失，改善阻力性能。更重要的是高速水流沿著方尾邊沿始終延伸到尾后相稱(chēng)距離處，其作用相稱(chēng)于增加了船體的有效長(zhǎng)度，從而，有助于減小剩余阻力。方尾的這種作用普通稱(chēng)為虛長(zhǎng)度作用。另外，由于方尾的尾部排水體積較大，可減小航行過(guò)程中的尾傾現(xiàn)象，從而使尾部產(chǎn)生的“雞尾流”波浪狀況得到改善。（除了阻力性能外，方尾還含有構(gòu)造簡(jiǎn)樸并有較好的回轉(zhuǎn)性、對(duì)螺旋槳等有良好的保護(hù)作用等好處。）

合用條件：方尾幾乎是水面高速艦艇普遍采用的船尾形式。對(duì)于高速艦艇采用方尾能夠得到

較小的阻力，有助于提高航速。試述對(duì)中高速船，安裝球鼻首的減阻機(jī)理。減小興波阻力。對(duì)于Fr在0.27～0.34之間的中高速船，安裝球鼻船首能夠減少興波阻力。魏格來(lái)曾作過(guò)理論研究，認(rèn)為在水下運(yùn)動(dòng)的球鼻船首亦將產(chǎn)生波浪。如球鼻的大小和位置選擇適宜，則在一定速度范疇內(nèi)，球鼻船首產(chǎn)生的波系與船體波系可能發(fā)生有利干擾作用，合成波的波高將減少，興波阻力將下降。試述對(duì)肥大船型，加裝球鼻首的減阻機(jī)理。減小舭渦阻力。按照現(xiàn)在普通的見(jiàn)解，對(duì)于航速在Fr=0.20下列的肥大型船(普通指Cb在0.80左右的大型散裝貨船和油輪等)，加裝球鼻船首后減少阻力的因素是:滿載時(shí)重要是減小首部舭渦，壓載時(shí)重要是減小破波阻力。肥大船在航行時(shí)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生埋首現(xiàn)象。這是由于船首底部發(fā)生大量旋渦，其成果消耗能量，增大阻力。當(dāng)肥大型船安裝球鼻船首后，可使水流近于徑向?qū)ΨQ(chēng)流動(dòng)，船首底部不產(chǎn)生旋渦運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)成減少阻力和減小埋首現(xiàn)象的目的。為什么說(shuō)U形尾的阻力比球鼻形尾和V形尾都要高？瑞典船模實(shí)驗(yàn)池的實(shí)驗(yàn)成果指出:U形尾的阻力較球尾形者的阻力約高5%：而較V形尾高7%。其因素重要是粘壓阻力較高所造成。這已被流線實(shí)驗(yàn)所證明:U形尾部存在較嚴(yán)重的舭渦：球尾形船尾的舭渦有明顯削弱，而V形尾部幾乎未發(fā)現(xiàn)有類(lèi)似的舭渦存在。滿載水線首端形狀應(yīng)如何選擇？滿載水線首端形狀隨航速而發(fā)生演變狀況：①低速時(shí)，為了減小后體水線的坡度，以利減小粘壓阻力，因此首部作成凸形。②中速時(shí)采用凹形水線能夠減小波浪高壓區(qū)沿水平方向的分力，從而減小興波阻力。③隨著航速的增高，波浪高壓區(qū)后移，水線前端采用直線或微凸形有助于減小水壓力的水平分力。滿載水線尾端的形狀采用直線形為宜，為什么？滿載水線尾端形狀重要影響粘壓阻力。其重要性較之首端形狀要小。普通為確保線型光順，不易發(fā)生旋渦，減小粘壓阻力，常采用直線形為宜。研究近似計(jì)算船舶阻力有何意義？在應(yīng)用近似辦法計(jì)算船舶阻力時(shí)原則上應(yīng)注意些什么？意義：①在方案設(shè)計(jì)的早期階段，由于船舶線型尚未擬定，因而還不能應(yīng)用船模實(shí)驗(yàn)或其它辦法來(lái)擬定阻力，只能用近似辦法進(jìn)行估算。②在船舶設(shè)計(jì)初始階段，當(dāng)主尺度和船型系數(shù)初步擬定后來(lái)，必須懂得主機(jī)功率以保持船舶能達(dá)成設(shè)計(jì)航速：如果主機(jī)功率已知，則需要預(yù)計(jì)阻力，以擬定船的航速，便于分析比較多個(gè)方案的優(yōu)劣。③對(duì)某些不準(zhǔn)備做船模實(shí)驗(yàn)的小型船舶，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，只要用近似辦法來(lái)擬定其阻力值。因此謀求近似求取船舶阻力的估算辦法，對(duì)于船舶設(shè)計(jì)是很有實(shí)用價(jià)值的。注意：應(yīng)用阻力近似估算辦法所得成果的精確程度取決于設(shè)計(jì)船與母型船或設(shè)計(jì)船與各圖譜所根據(jù)的船模系列之間的相似程度。為了盡量提高近似估算的精確性，應(yīng)當(dāng)對(duì)估算辦法的原始資料狀況有所理解，有針對(duì)性地選擇估算辦法。試述海軍系數(shù)定義，并闡明如何應(yīng)用此法，此法精度重要取決于哪些因素？①定義：這是一種應(yīng)用母型船數(shù)據(jù)，快速地決定設(shè)計(jì)船舶有效功率的辦法。②如何應(yīng)用：估算設(shè)計(jì)船的有效功率Pe/機(jī)器功率Pm時(shí)，先找到母型船，由母型船的資料算出其海軍系數(shù)Ce/Cm，再用此海軍系數(shù)算出設(shè)計(jì)船的功率。

③精度因素：規(guī)定母型船與設(shè)計(jì)船的主尺度比、船型系數(shù)、型線的形狀以及對(duì)應(yīng)速度應(yīng)比較接

近。何謂回流速度？淺水如何影響摩擦阻力和粘壓阻力？回流速度：當(dāng)流體流經(jīng)船體時(shí)，由于船體曲率的影響，除首尾兩端外，船體周邊水的流速將比來(lái)流速度有所增大，設(shè)其平均增量為Δv1，由于Δv1與船速方向相反，因此稱(chēng)為回流速度。

如何影響：首先由于淺水船周邊的流速比深水船為大，且其舷側(cè)濕面積因船體下沉而有所增加，因此必然使摩擦阻力增大。另首先，因淺水中回流速度增加，即水流與船體的相對(duì)速度有明顯的增大，壓力下降亦大，因此壓力梯度增大：同時(shí)船尾與河床的間隙小，易產(chǎn)生旋渦，因此粘壓阻力隨之增加。船舶在淺水中航行時(shí)，航態(tài)將如何變化？①由于船底流速增加，壓力減少，從而使船體下沉，吃水增加。

②由于船底和河床邊界層厚度均自船首向船尾逐步增加，因而船尾與河床的間隙較船首處為小，流速增加更大，壓力減少更甚，船尾下沉較船首大，因而產(chǎn)生尾傾現(xiàn)象。淺水時(shí)的興波圖形和興波阻力相對(duì)于深水時(shí)有何變化?全部興波阻力曲線曲線的峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度均為vs/（gh）0.5=1.0，在該速度時(shí)，淺水狀況較深水狀況的阻力值要大得多，但在超臨界速度的高速時(shí)，反而較深水為小。何謂淺水效應(yīng)？淺水效應(yīng)：船舶在有限水深中航行時(shí)，由于水淺，而使水與船體的相對(duì)速度增大，對(duì)粘性阻力產(chǎn)生影響；同時(shí)，興波圖形變化很大，以致使船的阻力性能和船的航態(tài)等均發(fā)生變化，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)為淺水效應(yīng)。波速損失的概念。波速損失：對(duì)于波長(zhǎng)相似的波浪，淺水的波速將不大于深水的波速，這種現(xiàn)象稱(chēng)為波速損失。試述淺水阻力系數(shù)曲線的特點(diǎn)。當(dāng)Frh<0.5即vs<0.5gh時(shí)，船在淺水中的阻力和在深水中的阻力極為靠近，沒(méi)有明顯增加。這是由于航速較低時(shí)，淺水對(duì)流場(chǎng)和興波狀況的影響極小，因此在這個(gè)速度范疇內(nèi)普通能夠不考慮淺水的影響。當(dāng)0.5<Frh<1.0，即0.5gh<vs<gh時(shí)，由于航速增大，淺水的影響特別是淺水對(duì)興波的影響漸趨明顯，直至在船首尾出現(xiàn)“孤立波”，因而淺水時(shí)的阻力較深水時(shí)的阻力有明顯的增加。當(dāng)Frh=1.0，即vs=gh時(shí)，船速達(dá)成臨界速度，此時(shí)興波阻力出現(xiàn)極大值，因此阻力曲線出現(xiàn)峰值，較深水中的阻力值有很大增加。當(dāng)Frh>1.0，即vs>gh時(shí)，船速已超出波浪傳輸?shù)臉O限速度，橫波消失，散波的覆蓋面減少，由于高速時(shí)的興波阻力下降較多，因此此時(shí)船的總阻力甚至較深水阻力還要低。為什么說(shuō)在淺水水域超臨界速度區(qū)航行的船舶，達(dá)成一定航速后其總阻力較深水阻力還要低？在這個(gè)速度區(qū)域內(nèi)，狀況與亞臨界區(qū)域相反，由于vm/c〈vs/c，即vm=vs-△vs，闡明出現(xiàn)了負(fù)的回流速度，船體與水的相對(duì)速度不大于船速。此時(shí)不僅摩擦力較深水狀況為小，且橫波已跟不上船速，在船體附近僅剩余擴(kuò)散逐步縮小的的散波，因而在該區(qū)域內(nèi)的阻力反而驟然下降。狹水道中船舶處在亞臨界速度區(qū)域內(nèi)航行時(shí)，其阻力值比對(duì)應(yīng)的淺水狀況要大。為什么？在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，vm/c>vs/c，闡明水與船體的相對(duì)速度vm不不大于船速vs，因而有vm=vs+Δvs，這里Δvs就是回流速度。在狹水道的回流速度較淺水狀況為大，因此摩擦阻力有較大的增加：同時(shí)回流速度的增大使狹水道中沿船體縱向壓降增大，由于壓降的增大，不僅可能引發(fā)邊界層分離，且使興波的波幅較淺水狀況要大。實(shí)驗(yàn)表明，在較低速時(shí)，所增加的阻力重要是粘性阻力。但當(dāng)Frh>0.5時(shí)，則重要是興波阻力增加所造成，特別是當(dāng)船速靠近第一臨界速度時(shí)，獨(dú)波以船舶相似的速度一起邁進(jìn)，船體興波阻力急劇增加。為什么要對(duì)狹水道中航行的船舶有限制其航速的規(guī)定？由于船在狹水道中高速航行，特別是在臨界區(qū)航行時(shí)，不僅阻力很大，并且由于波浪的沖刷可能損毀堤岸，破壞河床，因此在狹水道中航行的船大多為低速船，極少有靠近或超出臨界速度的。另外，由于回流速度比淺水時(shí)大，故對(duì)應(yīng)帶來(lái)的壓力減少程度比淺水時(shí)大，從而使船體下沉和尾傾比淺水時(shí)大，以致可能會(huì)出現(xiàn)船底與河底相撞的危險(xiǎn)。特別是在航速較高時(shí)，不僅這種危險(xiǎn)性增大，并且船體阻力增加很大。興波對(duì)航道的破壞作用相稱(chēng)明顯，為此普通在狹水道中航行的船舶，其航速都受到一定限制，規(guī)定vs<0.55（gh）0.5。船舶航行時(shí)的狀態(tài)為什么與靜浮時(shí)不同？為什么要進(jìn)行航態(tài)劃分？如何劃分?為什么不同：航態(tài)變化往往與阻力特性的變化聯(lián)系在一起，航態(tài)隨著航速變化而變化；為什么進(jìn)行航態(tài)劃分：普通的排水型船舶由于其航速處在排水航行狀態(tài)，航態(tài)變化極小，因此普通不考慮航態(tài)對(duì)阻力的影響。但對(duì)多個(gè)快艇而言，航態(tài)對(duì)阻力影響相稱(chēng)重要，因此在討論阻力特性時(shí)必須與航態(tài)聯(lián)系在一起。如何劃分：①排水航行狀態(tài):當(dāng)Fr▽<1.0。此時(shí)航速較低，流體動(dòng)力所占比重極小，船體基本上由靜浮力支持，船體航態(tài)與靜浮時(shí)變化不大，因而能夠認(rèn)為L(zhǎng)/Δ→0，▽1≈▽。在這個(gè)速度范疇內(nèi)的多個(gè)船舶，它們的阻力問(wèn)題能夠認(rèn)為與航態(tài)無(wú)關(guān)。大多數(shù)的民用船都屬于這種航態(tài)。因此，在這一航速范疇內(nèi)的船舶，統(tǒng)稱(chēng)為水面排水型船舶。②過(guò)渡狀態(tài):在1.0<Fr▽<3.0。此時(shí)隨航速增高，航態(tài)較靜浮狀態(tài)變化明顯，船首上抬較大，船尾下沉，整個(gè)船體明顯尾傾，在這種狀態(tài)下，流體動(dòng)力較排水航行狀態(tài)增大，船的排水體積減小，即▽1<▽。在該速度范疇內(nèi)的多個(gè)船舶的阻力特性與航態(tài)關(guān)系較親密，如高速炮艇、巡邏艇、交通艇。盡管這些船舶航速較高，流體動(dòng)力L占支持艇體總浮力的比重不可無(wú)視，但航態(tài)基本上仍處在排水型狀態(tài)，故稱(chēng)之為高速排水型艇，或過(guò)渡型艇。③滑行狀態(tài):當(dāng)Fr▽>3.0時(shí)，此時(shí)航速很高，船首、船尾的吃水變化很大，且整個(gè)船體被托向水面“滑行”邁進(jìn)，處在這種航態(tài)下的船稱(chēng)為滑行艇。滑行艇處在滑行階段時(shí)，靜浮力很小，艇體幾乎完全由流體動(dòng)力L來(lái)支持，即L≈Δ，而▽1≈0。滑行艇的阻力特性與航態(tài)的關(guān)系更為親密。試述多個(gè)高速船的定義及船型特點(diǎn)。見(jiàn)第九章試述多個(gè)高速船的阻力性能及影響阻力性能的因素。見(jiàn)第九章滑行艇的長(zhǎng)寬比較過(guò)渡型快艇小，為什么？滑行艇高速滑行時(shí)產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，飛濺阻力占剩余阻力的大部分。艇體寬度對(duì)阻力影響較明顯。增加寬度能夠增加滑行面的展弦比。提高升力系數(shù)。但在一定的重心位置下。增加艇寬將使縱傾角變化。同時(shí)濕面積亦有所增大。因而會(huì)引發(fā)阻力性能的變化。有時(shí)阻力反而增大。由于單純的寬度變化對(duì)阻力影響較為復(fù)雜。故普通以長(zhǎng)寬比L/B或?qū)挾瘸运菳/T等參數(shù)來(lái)考慮對(duì)阻力的影響。適宜地減小L/B。不僅增大了滑行面的展弦比。且減小了濕面積。對(duì)阻力性能是有利的。雙體船波系干擾與常規(guī)單體船興波干擾的異同點(diǎn)。單個(gè)片體波系干擾與常規(guī)單體船完全同樣。僅發(fā)生于本身的首尾橫波系之間。而首尾散波之間并不產(chǎn)生干擾作用。但雙體船片