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1111船舶阻力复习题及部分解析(上交教材) 《船舶阻力》思考题与习题 第一章 总论 1）《船舶阻力》学科的研究任务与研究方法。 答：本课程着重介绍船舶航行时所受到的阻力的产生原因，各种阻力的特性，决定阻力的方法，影响阻力的因素以及减少阻力的途径等问题。 2）船舶在水中航行时，流场中会产生那些重要物理现象？它们与阻力有何关系？ 3）影响船舶阻力的主要因素有那些？ 4）各阻力成分及其占总阻力的比例与航速有何关系？ 低速船 摩擦阻力70%~80%，粘压阻力10%以上 兴波阻力很小 高速船 兴波阻力40%~50%，摩擦阻力50% 粘压阻力5% 5）物体在理想流体无界域中运动时有无阻力？ 应该注意的是压阻力中包含有粘压阻力和兴波阻力两类不同性质的力。兴波阻力既使在理想流体中仍然存在，而摩擦阻力和粘压阻力两者都是由于水的粘性而产生的，在理想流体中并不存在。 6）何谓二物理系统的动力相似？ 7）何谓傅汝德（Froude）相似律？ 对给定船的兴波阻力系数，当两形似物体的傅汝德数相等时，其兴波阻力系数必相等 8）何谓雷诺（Reynolds）相似律？ 对一定形状物体，粘性阻力系数仅与雷诺数有关。当雷诺数相同，两形似物体的粘性阻力系数必相等。 9) 船模试验中能否实现“全相似”？为什么？ 不能。傅汝德数很难相等 10）何谓“相应速度”（又称“相当速度”）？ 相应速度（模型） 311）某海船航速L?100.0(m)，B?14.0(m),T?5.0(m),??4200.0(m)，湿面积 s=5.90(m2)，V=17.0(kts)，阻力试验中所用船模缩尺比??25，在相当速度下测得兴波阻力Rw=9.8(n)，试验水温为12?C，试求： i）船模的相当速度及排水量； ii）20?C海水中实船的兴波阻力Rw。 注：1节(knot)=1.852(公里/小时) 12）设Rf?V1.825，Rvp?V2，Rw?V4，在某一航速下，Rf?80%Rt，Rvp?10%Rt，Rw?10%Rt，试计算当速度增加50％后，Rf、Rvp、Rw各占总阻力的百分比。 第二章 粘性阻力 1）何谓“相当平板”？ 相当平板：同速度、同长度、同湿表面 相当平板假定：实船或者船模的摩擦阻力分别等于与其同速度，同长度，同湿面积的光滑平板摩擦阻力。 版长为l的平板摩擦阻力的值正比于平板的湿面积 2）摩擦阻力与流态的关系如何？雷诺数对摩擦阻力的影响如何？书P162 相同来流条件下，紊流速度梯度较大，所以其摩擦切应力必然较层流情况大，相应的摩擦阻力系数亦大。 雷诺数：Re=VX/μ 当V不变，X增加，局部摩擦阻力系数均随ReX增大而减小 当X不变，V增加，局部摩擦阻力系数均随ReV增大而增大 3）船体表面纵、横向曲度对摩擦阻力影响如何？ 当船体水流的平均速度较平板大，因此边界层厚度大部分（船前70%）比平板要小，这导致速度梯度和摩擦阻力增加。 但当船尾附近，船体边界层变厚，常伴有分离、旋涡现象，这时水流速度较小，摩擦阻力也随之减小。 4）何谓“水力光滑”？ 5）何谓“粗糙度补偿系数”？为何将其称为“换算补贴”或“相关补贴”？ 总的摩擦阻力系数可取为光滑平板摩擦阻力系数Cf在加上一个与雷诺数无关的粗糙度补贴系数△Cf.我们一般取0.4*10-3 6）何谓“普遍粗糙度”？何谓“结构粗糙度”？ 普通粗糙度：又称为漆面粗糙度，主要是油漆面的粗糙度和壳板表面的凹凸不平等。 局部粗糙度：又称为结构粗糙度。主要为焊接，铆钉，开孔以及突出物等粗糙度。 7）你了解哪些关于减少摩擦阻力的近代研究，自己有何设想？ 1.边界层控制办法2.采用聚合物溶液降阻剂3.仿生学观点4.微小沟槽（微槽薄膜） 5.将船体抬出水面，从而使船体表面与水接触改变为与空气接触 8）试述粘压阻力的成因与特性 粘压阻力产生的原因是由于粘性作用和物体后部的纵向压力梯度。 从能量观点来看，在尾部形成漩涡，另一部分漩涡则被冲向船的后方，同船尾处又继续不断产生的漩涡，这样船体就要不断地提供能量。这部分能量损耗就是以粘压阻力的形式表现的。 9）为降低粘压阻力，对船型有何要求？ 1注意后体形状 （1） LR大于等于4.08*根号下AM （2）控制船尾水流的变化平缓 3对低速肥大船型，可采用球鼻艏以