（精）七 阻力估算.ppt

第七章 阻力近似估算方法 阻力近似估算方法按计算内容可分为两类：一类是直接近似估算总阻力或有效功率；另一类是估算剩余阻力，而用相当平板公式计算摩擦阻力；如果依阻力近似估算方法的表达形式可分为图谱法和回归公式法两种；若根据估算方法的资料来源进行分类，则可分为船模系列资料估算法、归纳实船和船模资料（经验公式）估算法、母型船数据估算法等三类估算方法。 § 7-1 船模系列试验资料估算法 一、泰洛(Taylor)法 泰洛估算法是根据泰洛标准系列船模试验结果整理得到的。其所用母型船虽为军舰(参见§6-1)，但也可用于民用船，特别是双螺旋桨客船的阻力估算。 二、陶德(Todd)法(又称系列60) 陶德用编号为60的一组不同方形系数母型船模为基础，首先系列变化其浮心纵向位置，然后对不同方形系数的母型船保持其浮心在最佳纵向位置不变，系统地变化L/B、B/d发展成系列60。系列60在民用船中应用十分广泛，在船型研究中常被用作标准船型。陶德法比较适用于估算单螺旋桨运输船的有效功率。由于系列60船型的阻力性能甚好，因而用此法估算的有效功率对一般船来讲往往偏低一些。 陶德法估算阻力的具体步骤与方法 计算依据：线形回归方程 标准船型：船长为122m的船 计算公式： Pe = (kw) 1、计算步骤分析 a、 CtL = Ct122 + SFC b、 Y122 =(Ct122-17.3505 )/ 8.3375 c、 Y122 = a1x1 + a2x2 + a3x3+ a4x4 + a5x5 + a6x6+ a7x7 + a8x8 +a9x9 + a10x10+ a11x11 + a12x12 + a13x13 + a14x14 + a15x15 + a16x16 (7-9) 式中，x1=1；x2 = 2(L/B-7)/3；x3 = 2(B /d -3)； x4 = 10(Cb-0.7)；x5 =( xb -0.515)/ 2.995； x6 = x2；x7 = x3；x8 = x4；x9 = x5；x10 = x2 x3； x11 = x2 x4；x12 = x2 x5；x13 = x3 x4；x14 = x3 x5； x15 = x4 x5； x16 = x5 x4； 系数 a i 列于表7-2中。 d、 SFC是船长为L(m)时的摩擦阻力尺度作用的修正值。其可按下式计算： SFC = 99.181Cs · ( Cf L - Cf122 ) 式中 Cf —— 桑海光滑平板的摩擦阻力系数，亦可按下式计算： e、 Cf = 0.083( lgRe –1.65) f、 Cs —— 湿面积系数，其回归公式为： Cs = 3.432 + 0.305( )+ 0.443( )- 0.643 Cb § 7-2 归纳实船和船模资料分析（经验公式）估算法 一、艾亚(Ayre)法（或称爱尔法） 艾亚曾分析大量船模和实船试验结果，并绘制了用于阻力估算的曲线图表。其适用范围较广，一般对中、低速商船比较适用，也可用于正常尺度的海洋拖轮。 按照艾亚法估算得到的是公制有效功率，其数值中包含了单桨船通常具有的舭龙骨、舵等附体阻力以及一般货船的空气阻力，合计约占裸船体阻力的8%。所以对双桨或多桨船的阻力和对极大上层建筑的空气阻力应另加修正。 1．艾亚法的基本思想 艾亚法首先规定其所给出的直接估算有效功率数据所对应的“标准船型”；然后根据设计船与标准船型之间的差异逐一进行修正，最后得到设计船的有效功率值。 艾亚法规定的标准船型的相应标准参数有： (1)标准方形系数Cbc，可用下列公式表示： 单桨船：Cbc＝1.08-1.68Fr 双桨船：Cbc＝1.09-1.68Fr 其具体数值如表7-3所列。 (2) 标准宽度吃水比：B/d＝ 2.0。 (3) 标准浮心纵向位置xc，其值亦在表7-3中 列出。 (4) 标准水线长：Lwl＝1.025Lbp。 艾亚法给出的标准船型的有效功率Pe表达式为： Pe = 0.735· (kw) (