流体力学习题及答案-第八章 .pdfVIP

第八章相似理论

8-1说明下述模型实验应考虑的相似准数。

（1）风洞中潜艇模型试验；（2）潜艇近水面水平直线航行的阻力试验。

答：（1）风洞中潜艇模型试验：由于在空气中不需要考虑兴波问题，因此仅考虑Re数即

可；

（2）潜艇近水面水平直线航行的阻力试验：潜艇近水面航行时有兴波问题，因此需要

考虑Re数和Fr数。

8-2实船长100m，在海中航速20kn，需要确定它的兴波阻力和粘性阻力。试根据相似理论

分别讨论如何在风洞中和船模水池中进行船模试验。

答：（1）首先在风洞中试验，确定粘性阻力系数。即满足模型雷诺数和实船雷诺数相等的

条件：

LVLV

mmss

RemRes，或写成：；



ms

LVL100

其中：是模型的长度，是模型的速度，是空气的粘性系数；实船长（m），

mmms

实船速度V20.0514410.288（m/s），是海水的粘性系数。由上式可以得到进行

ms

试验时模型的速度（风速）：

LL



msms

VVV

，其中：是模型的缩尺比。在该条件下，测得模型

mss

LL

smsm

的粘性阻力R，进而得到模型的粘性阻力系数：

m

R



Cm；



m1

2

VS

2mmm

其中：是空气的密度，S是模型的表面积；则可得到实船的粘性阻力系数CC。



mmsm

（2）在水池中进行试验。需要保证RemRes和FrmFrs两个条件，这样可保证模型

和实船的总阻力系数相等，即CC。若实现上述两个条件，则要求：

tmts

LVLVVV

mmssms



，；

gLgL

msms

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