武汉理工大学船舶静力学

目录

第一章：

1、船舶阻力与快速性的关系

2、船舶阻力研究的内容和目的是什么？有哪些研究方法？

3、船舶阻力分类方法、优缺点

4、船舶周围流场的主要物理现象是什么？对阻力有哪些影响？

5、边界层的特点：（定义、成因、状态）

6、产生船舶阻力的主要原因

7、潜艇和水面船舶所受到的阻力有哪些区别？

8、什么是Re，Fr和相应速度？

9、什么是Frude定理？有何作用？

10、什么是全相似？

11、Frude假定的内容是什么？有什么优缺点？

12、船舶表面弯曲对摩擦阻力产生形状效应，为何船的摩擦阻力仍可以用相当平板公式计算？

13、Frude的平板摩擦阻力公式、ATTCLine、ITTC-57公式是什么？根据什么得出？

14、名词解释：层流边界层、理想流体、相应速度、相当平板、摩擦系数、阻力的种类和定义

第三章：

1、波浪是如何产生的？其组成及特点？

2、兴波阻力产生的原因是什么？

3、兴波阻力与船航速的关系？行波阻力系数随速度的变化规律是什么？

4、船波产生干扰的原因是什么？如何减少干扰？有利干扰和无利干扰？避免干扰措施？

5、兴波阻力的确定方法有哪些？

6、球鼻首降低兴波阻力的原因

7、减小兴波阻力的措施与原理

8、减小摩擦阻力的方法

第四章：

1、附加阻力有哪几类？各有什么特性？

第五章：

1、阻力实验的目的？条件？为什么？

2、船模实验数据如何换算至实船？

3、船模阻力的表达式的作用？有哪几种？

4、为何几何相似船与船模速度相应时，k值相等？

第七章：

1、研究船型对阻力的影响为何要划分速度级？如何划分？

2、船舶不同参数对船舶阻力的影响

3、熟悉Toylor系列船舶的组成和应用

4、排水量长度系数[正三角]/([L/100]3)对阻力的影响？设计时选取船长的原则是什么？

5、B/T对阻力有何影响

6平行中体对阻力有何影响？选取原则？

7.球鼻首作用？机理？主要参数？

8、肥瘦两船排水量一样，高速航行/低速航行哪个马力大？

第一章

1、船舶阻力与快速性的关系

船舶阻力是船舶在航行过程中收到流体（水或空气）阻止它前进的力，是与船体运动相反的作用力。

船舶快速性是研究船舶尽可能消耗较小功率从而维持一定航速的能力。因此快速性的优劣与阻力性能、推进效率等有关系。Pe=RV。因此在主机功率一定的条件下，阻力越大航速越低。

MPH(Pm)=RV/(75[Ns][N0])=RV/(75N)

2、船舶阻力研究的内容和目的是什么？有哪些研究方法？

内容：1、船舶以一定速度在水中直线航行时所遭受的各种阻力的成因及其性质；

2、阻力随航速、船型和外界条件的变化规律；

3、研究减小阻力的方法，寻求设计低阻力的优良船型；

4、如何较为准确地估算船舶阻力，为设计推进器（螺旋桨）和决定主机功率提供依据。

目的：尽可能消耗较小的功率以维持一定的航速，准确估算阻力大小，为设计船选择合适的主机，为螺旋桨设计提供依据，进而预报航速、并寻求最小阻力R min 的船型。

研究方法：1、理论研究方法：应用流体力学的理论，通过对问题的观察，调查，思索，分析，抓住问题的核心与关键，提出思路和措施。

2、实验方法：包括船模实验和实船实验，船模实验是根据对问题本身的理性认识按照相似理论在试验池中实验，以获问题的定性与定量的解决。实船实验是鉴定船舶快速性是否达到设计要求，并最后验证理论研究成果的准确性。

3、数值模拟：根据数学模型，采用数值方法预报船舶航行性能，优化船型和推进器的设计。

3、船舶阻力分类方法、优缺点

按照产生阻力的物理现象分类：Rt=Rw+Rf+Rpv 即兴波阻力、摩擦阻力、粘压阻力

按照作用方向分类：分为由兴波和漩涡引起的垂直于船体表面的压力和船体比安眠切向力作用的水质点的摩擦阻力Rt=Rf+Rp

按照流体性质分类：兴波阻力，粘性阻力（分为粘压阻力和摩擦阻力）Rt=Rw+Rv 付汝德阻力分类：摩擦阻力Rf，剩余阻力Rr，剩余阻力是指船体总阻力中扣除相当平板摩擦阻力所剩余部分的阻力，实质是粘压阻力和兴波阻力合并在一起。Rt=Rf+rRr，Rr=Rw+Rpv

4、船舶周围流场的主要物理现象是什么？对阻力有哪些影响？

现象：1、船体在运动过程中兴起波浪，改变了船体表面的压力分布情况；

2、船体运动时，由于水的粘性，在船体周围产生“边界层”，从而使船体运动过程收到粘性切应力作用，即表面产生了摩擦力。

3、船体去读骤变处，特别是较为丰满的尾部常会产生漩涡，产生漩涡的根本原因是水具有粘性，漩涡处的水压力下降，从而改变了船体表面的压力分布状况。

由于实际流体的粘性作用，即使不产生分离的情况下，因为边界层在尾部排挤厚度大，从而使船体前后部分存在压力差，因此同样存在粘压阻力。

5、边界层的特点：（定义、成因、状态）

当水流以速度u流经平板或船体时，由于水具有粘性，使船体表面处的水质点被黏附在船体表面，流速为0，距物面某一距离[6]处流速达到来流的速度值。称在粘性租用的这一薄层水流为边界层，[6]称为边界层厚度。在平板前端部分，水质点表现有稳定的分层流动，边界层眼板长方向增长较慢，称为层流，平板后不，水质点相互碰撞，运动方向极不规则，但其平均速度还是沿着平板防抢前进，界层厚度沿板长方向增长较快，称为紊流。层流和紊流之间的过渡状态称为过渡流或变流，边界层内流动状态完全取决于平板的局部雷若数Rex。层流Rex<（3.5~5.0）*[10]5 紊流Rex>3*[10]6 过渡流居中。

6、产生船舶阻力的主要原因：水，空气的粘性，船舶曲度的变化，水的惯性。船舶航行的环境和载体是有粘性、惯性、易流动的水，船在水中的位置移动必定导致水的位置的改变即流动，使水流动需要消耗能量，而消耗的能量以阻力的形式表现，故产生阻力的根本原因是水的粘性、惯性和易流性。

7、潜艇和水面船舶所受到的阻力有哪些区别？

随着侵深增加，潜艇产生的兴波阻力减小，到一定深度，几乎无兴波阻力，因此潜艇几乎不受到兴波阻力。

8、什么是Re，Fr和相应速度？

Re=Lv/μ[谬]，称为雷洛数，表征流体惯性力与粘性力之比。Fr=v/^(gL)称为付汝徳数，表征流体流动时迁移速度与重力加速度之比。相应速度是指几何相似的船之间为了保持Fr相同，则它们的速度必须满足一定的对应关系。即Vm=Vs/^(Ls/Lm)=Vs/^入。

9、什么是Frude定理？有何作用？

Frude定理是指形似船在具有相同的Fr数（即相应速度）时，单位排水量兴波阻力必相等。作用：由此定理，在实验求得船模的兴波阻力之后，就可以得到相应速度时的实船兴波阻力。

10、什么是全相似？

为什么说实船与船模不能全相似？实船和船模的雷洛数和付汝德数同时相等，就称为全相似。

Re相等：VmLm/vm=VsLs/vs 即Vm/Vs=Ls/Lm=入

Fr相等：Vm/^(gLm)=Vs/^(gLs)即Vm/Vs=^（Lm/Ls）=1/^入