《船舶快速性》船舶阻力思考题

《船舶快速性》：上篇《船舶阻力》思考题及参考答案

第一章 绪 论

一、名词解释

兴波阻力、摩擦阻力、粘压阻力、雷诺定律（粘性阻力相似定律）、傅汝德定律（兴波阻力相似定律、重力相似定律）、全相似定律、形似船、相应速度、傅汝德比较定律、相当平板假定、傅汝德假定

二、问答题

1、根据船体周围流体的流动状态分析阻力的成因及分类？

（船舶在水中航行时，其周围流场产生哪些物理现象？它们与阻力有何关系？） （船舶阻力为何要划分几种不同的阻力成分，如何划分？）

2、总阻力中各阻力成分随Fr数的变化（不同航速的船）大致占总阻力的百分数是多少？ 3、在船模试验时，为什么实船与船模之间不能实现全动力相似？ 4、傅汝德比较定律是如何推导出来的？ 5、傅汝德假定的根据是什么？其有什么局限性？ 6、傅汝德换算关系式是如何推导出来的？ （在船模试验中，如何计算实船的阻力？）

第二章 粘性阻力

一、名词解释

边界层、界层边界、尺度效应（尺度作用）、普遍粗糙度、局部粗糙度、傅汝德法（二因次换算法）、三因次换算法、形状因子（形状因素）、形状系数

二、问答题

1、在计算船体摩擦阻力时，为什么要引入“相当平板”概念？ 2、船体周围的边界层与平板的有何不同？

3、影响边界层内流体流态的主要因素是什么？为什么实船可以不考虑界层层流的影响，而船模必须考虑层流的影响，如不考虑则会出现什么问题？

答：出现问题：摩擦阻力是界层内层流流动的比紊流流动的的大；粘压阻力是界层内紊流流动的比层流流动的的大。

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4、船体表面弯曲度对摩擦阻力有何影响？

5、为什么实船必须要考虑表面粗糙度对其摩擦阻力的影响而船摸则不需考虑？对于钢船如何考虑表面粗糙度的影响？

6、船体的粘压阻力是怎样产生的？流线型物体的粘压阻力是怎样产生的？

7、为什么船体的后体越细长越平顺，粘压阻力越小？试分析和说明粘性阻力较小的物体（如深水中航行的核潜艇）其形状是什么样子？

8、如何减小粘性阻力（摩擦阻力、粘压阻力）？

9、二因次换算法（傅汝德）和三因次换算法的区别是什么？分别是如何计算船舶粘压阻力的？

第三章 兴波阻力

一、名词解释

船行波、破波

二、问答题

1、大小不同但几何相似的两条船，在什么条件下它们的兴波图形相似，为什么？

2、什么是横波、散波？什么是首波系，什么是尾波系？绘出船的兴波图形加以说明。并说明兴波阻力和波高h及波宽b有何关系？

3、从受力的观点和能量的观点说明船舶运动产生兴波阻力的原因，并绘图说明随船舶相对速度（Fr）的变化，兴波阻力的变化规律是怎样的，为什么？

4、什么叫船舶兴波的有利干扰和不利干扰？它们是如何发生的？如何获得兴波的有利干扰？有那些措施？

第四章 附加阻力 第五章 船模阻力试验

在船模试验时，为什么仅雷诺（粘性）相似也不可能作到？

第七章 阻力近似估算方法 第八章 船舶在限制航道中的阻力

21、为什么通过对船模的剩余阻力系数的试验研究，可以分析兴波阻力的变化规律和特

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性？ 22、

23、排水量完全相同的两艘船，一艘是瘦削修长的高速船，一艘是较肥胖的低速船，它

Rr 低速船 高速船

0 0.1 0.5 Fr

们的剩余阻力曲线如图所示，试分析比较它们的阻力曲线有何特点和不同之处？并请解释产生这些不同之处的原因。

24、较丰满的中速船常采用球鼻首降阻，试分析说明球鼻首有那几种降阻作用及其降阻的机理？

25、随雷诺数Re的变化粗糙度对摩擦阻力的影响可分为1）水力光滑阶段；2）过渡阶段；3）完全粗糙阶段。请解释和说明这三个阶段界层内的特点和对摩擦阻力的影响。 26、在三因次换算法中，如何用Prohaska法确定（1+k）值，写出关系式并绘图说明之。 27、什么叫破波阻力，解释它的成因和特性。

28、用傅汝德的观点、应力观点、休斯观点和能量观点绘出阻力成分的分类，以及各种阻力成分之间的相互关系？

29、请说明在设计附体时应遵循的原则和注意的事项是什么？

30、波浪（汹涛）阻力与兴波阻力在成因和性质上有和什么异同之处？影响波浪阻力增值的因素有那些？

31、分别写出二因次法和三因次法的船模——实船有效功率换算步骤。

32、什么是尺度效应？影响尺度效应的主要原因是什么？减小船模试验的尺度效应有那些措施？

33、在研究船型对阻力的影响时，为什么要把船舶按航速的高低分成高速船、中速船和低速船三类？阻力优良的船型为什么必须与船速相联系？

34、试将排水容积长度系数▽/L3的变化对阻力的影响，分解成排水量▽的变化或船长L的变化对阻力产生的影响，分别讨论说明之影响结果如何？

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35、试推导海军部系数与总阻力系数的关系。

36、海军部系数是如何定义的？它的依据是什么？它是否是一个无因次系数？为什么说它不符合相似理论？在什么条件下应用？

37、方尾有那些特征数？泰洛图谱和方尾图谱的尾型有何不同？试比较它们阻力性能的优缺点。

38、为什么当傅汝德数Fr>0.44时，方尾船尾板处水线相对宽度b/B越大，尾板处底部横向斜升角?′越小，则对阻力性能越有利？为什么当Fr<0.44时，方尾船尾板处水线相对宽度b/B越小，尾板处底部横向斜升角?′越大，则对阻力性能越有利？ 39、在考虑船舶快速性时，汹涛引起的阻力增加在设计中通常是怎样考虑的？ 40、叙述应用球鼻首减少兴波阻力的机理。

41、船模试验为什么不能实现全动力相似？为什么仅仅雷诺（粘性）部分相似也不可能做到？在试验做不到粘性力相似那么如何把船模的摩擦阻力换算到实船。 42、船舶在水面上航行时产生波浪的原因主要是什么？ 43、通过观察和测量，实际船舶兴波图形有哪些主要特征？

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