船模阻力实验
船舶阻力船模阻力试验
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§4-3 几何相似船模组试验
集合相似船模组试验是指几何相似而大小不 等的一系列船模的总称。作用有
1、验证傅汝德假定的正确性 2、确定形状因子 3、研究推进效率中各成分的尺度作用
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一、验证傅汝德假定的正确性
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2、确定形状因子（1+ k ）
，在相同 的条件下才 能准确地判 别船型的优 劣。
1、傅汝德表达法比较阻力性能
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2、泰洛表达法比较阻力性能
由于
表达法只要换算到相同
船长情况下的对应曲线，就可以比较不 同船型的阻力性能。这样在相同的傅汝
德数时的阻力性能的比较，实际上就是 在相同速度下对不同船型阻力性能的比 较。若在设计时船长和速度已知，则在 相应的傅汝德数处绘一垂线，即可得对 应的优良阻力性能船型。
注意：二因次法虽有不足之处，但由于误差 较小，尚能比较准确的满足工程实际需要， 故此方法具有工程应用价值，曾被广泛采用 ，现在仍被一些试验池继续采用。
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二、三因次换算法
1、基本思想
1）粘压阻力和摩擦阻力合并为粘性阻力并 与雷诺数有关。 2）兴波阻力与傅汝德数有关。 3）根据船模试验结果，认为粘压阻力系数 与摩擦阻力系数之比是一常数k，则有：
§4-2 船模与实船的阻力换算
一、二因次换算法
1、假定
1）假定船体总阻力可以分为摩擦阻力和剩余阻 力两部分，且摩擦阻力和剩余阻力相互独立。
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2）相当平板假定：假定船体的摩擦阻力等于同 速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。 2、二因次换算关系
船模阻力实验实验报告
船模阻力实验
一、实验准备及安装要点
船模在拖曳水池中进行阻力实验,必须进行一系列实验准备工作.
1.制作船模：船模与实船要求几何相似,并表面光洁，加工误差在一定得范围内。
2.激流：一般应用得激流方法就是在船模首垂线后L／20处,装置直径为1毫米得金属激
流丝。
3.称重:按縮尺比得要求计算喜欢摸得排水量并进行称重，加压载，以满足实验所要求得
型排水量与吃水.
4.安装：船模安装在拖车上,应使其中纵剖面与前进方向一致，拖力作用线位于中纵剖面
内,其作用点在水线面附近得位置上并保持水平。
试验中得进退、纵摇、升沉运动应不受限制。
二、模型参数与实验数据
1，阻力实验相关参数
满载池水状态水线长度：Ｌ＝3、８０3m
满载池水状态浸湿面积: S=2、737㎡
模型縮尺比：=40
实验水温: ｔ=淡水20°C
2,满载池水状态船模拖曳阻力实验数据
三、阻力换算二因次法：
淡水20°C,，，，,
数据处理如下表：
四、船模阻力实验曲线（曲线)
1、曲线
2、V S—R S曲线。
演示文稿-船模阻力试验
C R CTm C Fm
其中CFS和CFm是实船和船模的摩擦阻力系数， 按1957年国际船池会议建议的公式计算，△CF 是摩擦阻力附加补贴值（或称相关因子），习 3 惯上取: CF 0.4 10
实船的总阻力和有效功率:
RTS 0 CTS 0 1 2 s SV s 2
(N)
4、检查水温测量装置工作是否正常，并记 录水池水温（在水深方向的温差应小于2℃）； 5、调整船模的排水量、浮态，使其符合试 验要求，同时船模在水下部分的表面上应无气 泡；
6、导向器的安装应灵活可靠，激流丝的安 装要正确，参见图1； 7、拖点的位置以及拖力的方向要与实船一 致，对于一般的排水量船，通常拖点高度就取 在水线面上。
ν m：池水的运动粘性系数，
（m2/s）；
可根据船模在低弗劳德数（Fr=0.1-0.2）范围的 试验结果按下式算出：
CTm Fr n (1 K ) A C Fm C Fm 式中（1+K）、A、n等数值由最小二乘法确定，
指数n的范围一般为2～6。也可采用普鲁哈斯卡方法进 行计算确定。 （注：为了获得最小的标准误差，应对船模阻力试验结 果作出曲线，经光顺后重新选取航速与阻力值对应点 再进行（1+K）等值的计算。）
1、1978年15届国际船模水池会议（ITTC） 推荐的三因次换算方法；
2、我国习惯使用的二因次换算方法
三因次换算方法：
C Tm RTm 1 2 m S mV m 2
CTm ：船模总阻力系数；
RTm ：船模总阻力（N）；
m ：池水密度（kg/m3）；
S m ：船模湿表面积（m2）；
Vm ：船模速度（m／s）；
4、试验过程中，将每个速度所对应的 船模阻力值点绘在坐标纸上，以便随时检查 阻力曲线的光顺程度，判断试验结果是否可 信。对于有疑问的试验点应及时重做，或在 其附近增加试验点； 5、记录水池水温。
船模阻力试验
船舶阻力 ——第七章船模阻力试 验 —— 拖曳试验依据、设备和方法
江苏科技大学船舶与海洋工程学院 张瑞瑞
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§7.1 拖曳试验依据、设备和方法
船舶阻力 ——第七章船模阻力试 验 —— 拖曳试验依据、设备和方法
一、船模阻力试验的依据
1、全相似 — Fr 、Re相等 — 无法实现
2、 粘性相似 — Rem=Res
b、电测式 力传感器——阻力变化——传感器信号变化
江苏科技大学船舶与海洋工程学院 张瑞瑞
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§7.1 拖曳试验依据、设备和方法
（3）船模纵倾角和重心升沉测量 （4）浸湿面积和湿长度确定
排水型 — 与静浮态一致 滑行艇 — 目测、摄像 （5）流线测量 涂油漆、安丝线 + 水下摄影
船舶阻力 ——第七章船模阻力试 验 —— 拖曳试验依据、设备和方法
吃水系数 D =T/▽1/3，湿面积系数 S = S/▽2/3
相似船模和实船，相应系数相等
（2）速度表达系数
i、 P
ii、K = V/（g ? 1/3 /4?）1/2 = （4?/g）1/2 V/ ? 1/6表示V与波长为? 1/3/2的波速之比
iii、 L = （4?/g）1/2 V/ L1/2 表示 V与波长为L/2的波速之比 （3）阻力表达系数
（1）Rr/ △对Fr 的表达形式 船模数据用 Rrm/ △m对Fr 的表达；
实船阻力： Rts/△s = Rfs/△s + Rrs/△s
（2）Rt/ △对Fr 的表达形式 船模数据用 Rtm/ △m对Fr 的表达；
实船阻力： Rts/△s = Rfs/△s + Rrs/△s 相应速度时：Rrs/△s = Rrm /△m = Rtm/△m- Rfm/△m
船模阻力试验(本科生)教材
式计算：
K S 1/ 3 C F 105( ) 0.64 103 LWL
式中Ks——船体表面粗糙度，一般可取为 150×10-6 m； C AA ：空气阻力系数
C AA
AT 0.001 SS
AT ：船舶水线以上主体及上层建筑在中横 剖面上的投影面积（m2）； SS ：实船湿表面积（m2）；
船模阻力试验
一、试验目的
通过试验的方法，得到船模阻力与航
速之间的关系曲线，学会由模型试验结果 推算实船阻力性能的方法，并根据船模阻 力曲线预报实船在指定航速时所需的有效 功率。
二、实验仪器、设备
1、拖车；
2、船模阻力仪（或适航仪）；
3、数据采集与分析处理器；
4、导向器； 5、船模（包括压载物）。
6、船模阻力曲线图，图上标明各试验点的实 际位置； 7、由船模阻力试验结果换算到实船有效功率 的计算过程，可用列表的形式给出； 8、实船有效功率与航速的关系曲线图； 9、试验结果分析、总结。
实验报告撰写格式要求
1、一律采用B5纸撰写； 2、报告封皮采用统一印制的（领取）； 3、报告封皮要填写完整（实验名称、实验日 期、地点（船模水池实验室）、姓名、班级学 号以及指导教师等）； 4、报告内容一律要求手书，字迹工整； 5、图表可采取计算机打印后粘贴在报告中； 6、实验报告一律要求左侧装订。
C R CTm C Fm
其中CFS和CFm是实船和船模的摩擦阻力系数， 按1957年国际船池会议建议的公式计算，△CF 是摩擦阻力附加补贴值（或称相关因子），习 3 惯上取: CF 0.4 10
实船的总阻力和有效功率:
RTS 0 CTS 0 1 2 s SsVs 2
(N)
RTS 0VS PE 735
船模阻力试验的试验装置和数据测量方法及不确定度分析.
船模阻力试验的试验装置和数据测量方法及不确定度分析船模阻力试验需要在船舶拖曳试验池中完成，船舶拖曳试验池是水动力学实验的一种设备，是用船舶模型试验方法来了解船舶的运动、航速、推进功率及其他性能的试验水池，试验是由电动拖车牵引船模进行的。
船舶、潜艇、鱼雷、滑行艇、水翼艇，气垫船、冲翼艇、水上飞机和各种海洋结构物等都可在水池中作模型试验。
一、船模阻力试验池结构船模阻力试验池是进行船模阻力试验的设施，因而世界各国均普遍建造了各种船模试验池。
普通船模阻力试验池的主要任务是进行船舶模型的拖曳、阻力性能试验、螺旋桨性能、自航及耐波性等试验。
试验池狭而长，配置有拖动设备和测量仪器，以测得船模在不同速度下的阻力值。
为避免海水的腐蚀作用，试验池的水都采用淡水。
船模阻力试验池按拖曳船模的方式可分为拖车式和重力式两种。
图1拖车式船模阻力试验池示意图拖车式船模阻力试验池都装有沿水池两旁轨道上行使的拖车，如图1所示。
拖车的用途首先在于拖曳船模保持一定方向和一定速度运动，其次安装各种测量和记录仪器，例如测定船模拖曳阻力的阻力仪、记录船模升沉和纵倾的仪器以及记录船模速度的光电测速仪等。
为便于观察试验现象、拍摄照片和录像，在拖车上还设有观察平台。
现代船模阻力试验池的拖车上还配置有计算机数据采集和实时分析系统，以便迅速地给出试验结果。
拖车式船模阻力试验池的优点是:可以采用较大尺度的船模，因此尺度效应较小，试验结果的准确性较高；其次，拖车式船模阻力试验池可以进行广泛的试验，除了船模阻力试验外，还可以进行船舶推进、船舶耐波性、船舶操纵性以及船舶强度和振动等方面的试验。
图2重力式船模实验池示意图重力式船模阻力试验池如图2所示，是早期用于进行小船模阻力试验的简陋设施。
试验时靠重量的下落来拖动船模，当船模达到等速前进时，砝码的重量就等于船模的阻力，记录船模被等速拖动一定距离所需的时间，可得到相应的船模速度。
因此重力式船模阻力试验是在给定阻力情况下，测定相应的船模速度。
船模阻力实验实验报告
船模阻力实验
一、实验准备及安装要点
船模在拖曳水池中进行阻力实验，必须进行一系列实验准备工作。
1.制作船模：船模与实船要求几何相似，并表面光洁，加工误差在一定的范围内。
2.激流：一般应用的激流方法是在船模首垂线后L/20处，装置直径为1毫米的金属激流
丝。
3.称重：按縮尺比的要求计算喜欢摸的排水量并进行称重，加压载，以满足实验所要求的
型排水量和吃水。
4.安装：船模安装在拖车上，应使其中纵剖面与前进方向一致，拖力作用线位于中纵剖面
内，其作用点在水线面附近的位置上并保持水平。
试验中的进退、纵摇、升沉运动应不受限制。
二、模型参数和实验数据
1，阻力实验相关参数
满载池水状态水线长度：L=3.803m
满载池水状态浸湿面积：S=2.737㎡
模型縮尺比： =40
实验水温：t=淡水20°C
2,满载池水状态船模拖曳阻力实验数据
三、阻力换算
二因次法： )(tm fm fs ts C C C C -+=
淡水20°C ，）（s m /100374.012
6-⨯=υ ，3
998.16/kg m ρ=
20.075(lg Re 2)Cfm =
-，
Re vl m υ=，2
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Rts Vs Ss ρ=,2,Vs Ss Sm λ== 数据处理如下表：
V R-曲线）四、船模阻力实验曲线（m m
V R-曲线
1、m m
2. V S-R S曲线。
船模阻力试验的试验装置和数据测量方法及不确定度分析汇总
船模阻力试验的试验装置和数据测量方法及不确定度分析船模阻力试验需要在船舶拖曳试验池中完成，船舶拖曳试验池是水动力学实验的一种设备，是用船舶模型试验方法来了解船舶的运动、航速、推进功率及其他性能的试验水池，试验是由电动拖车牵引船模进行的。
船舶、潜艇、鱼雷、滑行艇、水翼艇，气垫船、冲翼艇、水上飞机和各种海洋结构物等都可在水池中作模型试验。
一、船模阻力试验池结构船模阻力试验池是进行船模阻力试验的设施，因而世界各国均普遍建造了各种船模试验池。
普通船模阻力试验池的主要任务是进行船舶模型的拖曳、阻力性能试验、螺旋桨性能、自航及耐波性等试验。
试验池狭而长，配置有拖动设备和测量仪器，以测得船模在不同速度下的阻力值。
为避免海水的腐蚀作用，试验池的水都采用淡水。
船模阻力试验池按拖曳船模的方式可分为拖车式和重力式两种。
图1拖车式船模阻力试验池示意图拖车式船模阻力试验池都装有沿水池两旁轨道上行使的拖车，如图1所示。
拖车的用途首先在于拖曳船模保持一定方向和一定速度运动，其次安装各种测量和记录仪器，例如测定船模拖曳阻力的阻力仪、记录船模升沉和纵倾的仪器以及记录船模速度的光电测速仪等。
为便于观察试验现象、拍摄照片和录像，在拖车上还设有观察平台。
现代船模阻力试验池的拖车上还配置有计算机数据采集和实时分析系统，以便迅速地给出试验结果。
拖车式船模阻力试验池的优点是：可以采用较大尺度的船模，因此尺度效应较小，试验结果的准确性较高；其次，拖车式船模阻力试验池可以进行广泛的试验，除了船模阻力试验外，还可以进行船舶重力式船模阻力试验池如图2所示，是早期用于进行小船模阻力试验的简陋 设施。
试验时靠重量的下落来拖动船模，当船模达到等速前进时，砝码的重量就 等于船模的阻力，记录船模被等速拖动一定距离所需的时间， 可得到相应的船模 速度。
因此重力式船模阻力试验是在给定阻力情况下，测定相应的船模速度。
这 种水池仅能进行小船模的阻力试验，无法满足现时对船舶性能研究的需要•因此 已某本被淘汰。
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船模阻力实验
船舶与海洋工程2班3008209004 陈远
一、实验目的
通过船模实验，确定实船阻力和有效马力；
分析比较船型的优劣；
提供设计应用的优良船型资料及阻力的图标或公式等。
二、实验准备及安装要点
船模在拖曳水池中进行阻力实验，必须进行一系列实验准备工作。
1.制作船模：船模与实船要求几何相似，并表面光洁，加工误差在一定的范围内。
2.激流：一般应用的激流方法是在船模首垂线后L/20处，装置直径为1毫米的金属激流
丝。
3.称重：按縮尺比的要求计算喜欢摸的排水量并进行称重，加压载，以满足实验所要求的
型排水量和吃水。
4.安装：船模安装在拖车上，应使其中纵剖面与前进方向一致，拖力作用线位于中纵剖面
内，其作用点在水线面附近的位置上并保持水平。
试验中的进退、纵摇、升沉运动应不受限制。
三、模型参数和实验数据
1，阻力实验相关参数
满载池水状态水线长度：L=3.803m
满载池水状态浸湿面积：S=2.737㎡
模型縮尺比： =40
实验水温： t=淡水20°C 2,满载池水状态船模拖曳阻力实验数据
四、阻力换算
二因次法： )(tm fm fs ts C C C C -+=
淡水20°C ，）（s m /100374.012
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-⨯=υ ，3
998.16/kg m ρ=
20.075(lg Re 2)
Cfm =
-，Re vl m υ=，2
12Rts Vs Ss ρ=,2,Vs Ss Sm λ== 数据处理如下表：
附图：
V R 曲线1、m m
2、有效马力曲线
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Vm(m/s)
60005000
40003000200010000
P e (k w )。