本文格式為Word版，下載可任意編輯——高性能船水動力原理與設計總結高性能船水動力原理與設計〞思考題及部分答案整理1.何謂高性能船，其特點是什么？

答：具有高水平的綜合航海性能，以及具有完善的滿足其使用要求的船舶功能，這樣的船統(tǒng)稱為高性能船舶。特點：航速高；優(yōu)良的耐波性能；載運能力較大；經(jīng)濟性好；幽美的造型和舒適的艙室空間環(huán)境。

2.高性能船的種類有哪些，其中哪些是排水型船？哪些是水動力支撐？哪些是空氣動力支撐？

答：小水線面雙體船；滑行船；水翼艇；氣墊船；地效翼船。排水型：小水線面雙體船；穿浪雙體船。水動力支持：水翼艇。空氣動力支持：氣墊船；地效翼船。

3.船型和興波阻力的關系？P9

理論分析和試驗說明，在固定的船體參數(shù)條件下，舶型的改變對興波阻力的影響很顯著,其中影響最大的是橫剖面面積曲線形狀，其次是肋骨線型。

?船型設計的主要著眼點之一就在于尋求使興波阻力最小的船型。

對于高性能船，興波阻力與船體的線型密切相關，其線型設計需要能確切的計算其興波阻力。

4.線性興波阻力理論在船型設計中的作用?

當船型參數(shù)中船寬B與長度L之比和船寬B與吃水T之比都很小時，就稱此船型為薄船，由薄船建立的興波阻力理論稱為薄船理論。

吃水與船長和吃水與船寬的比值都很小的船型稱為扁船，由扁船所建立起來的興波阻力理論稱為扁船理論。

對普通的船來說，寬度和吃水與長度相比都很小的，可近似看成修長船；用修長船建立起來的興波阻力理論稱為修長船理論。

米切爾積分計算興波阻力。

5.船型的概念，船型包含那些內容？P9所謂船型它包括兩個方面的內容：

一是表征船體形狀的特征參數(shù)即尺度和系數(shù)二是船體形狀即線型

?橫剖面面積曲線形狀(沿船長方向變化)?肋骨線型

?首尾端輪廓線形狀。

6.隨體積傅氏數(shù)變化，船舶的航態(tài)如何變化，如何劃分三種典型航態(tài)？答：用體積傅氏數(shù)表征船舶的相對速度，船在航行時在垂直方向上的平衡關系為：

1）排水航行狀態(tài):當0Fr，船體被托在水面上航行，僅有一小部分船體和水面接觸，吃水減小，靜浮力減小，艇體幾乎完全由流體動升力支持。

瘦長船舶：船的長寬比較大的船舶，特別是高速排水式的船和瘦長船型最為接近。

船型：包括船的外觀形狀，尺度，特征參數(shù)以及型線。

7修長度對高速排水型船的影響？對體積付氏數(shù)大于3的狀況如何？8.影響耐波性的船型參數(shù)有哪些？（圖2-4）P10

1）貝爾的耐波性品級指標中影響耐波性的船型參數(shù)有哪些？

2）莫爾在研究船型與耐波性的關系中，影響縱向運動的船型參數(shù)有哪些？答：1）有6個參數(shù)：中前水面面積系數(shù)CWF；中后水面面積系數(shù)CWA；吃水船長比T/L；C/L,其中C為龍骨截至點至首垂線距離；中前豎向棱形系數(shù)CVPF；中后豎向棱形系數(shù)CVPA。

2）由縱搖角有義值公式可知有如下幾個參數(shù)：水線面系數(shù)Cw，方形系數(shù)Cb，浮心在中橫剖面前的縱向位置相對船長的百分比LCB，船長比船寬L/B，船長比吃水L/T,實船縱向質量慣性半徑Ryy。

9.常用高速方艉圓舭排水型船阻力計算方法有哪些？圖譜方法有哪些？P16圖譜運用范圍

答：有圖譜法和回歸分析法。圖譜法有:英國皇家物理試驗室的高速圓舭NPL系列圖譜法；原蘇聯(lián)的《方尾圖譜》法，瑞典SSPA高速小型排水型艇系列。10.單體圓舭高速船的船型特點？

答：書13頁（1）船的長度較長。長度系數(shù)ψ＝L/v1/3的增大對于快速性還是耐波性來說都會有好處，增大船體的瘦長比使靜水阻力和波浪阻力都能減小。瘦長比為10的極瘦的船即使是在高海情下，速度損失也不會超過5%。（2）船底橫向斜升角較大,向深V發(fā)展.船底升高越大,沖擊加速度越小。（3）船的排水體積和重量后移。（4）干舷適當。首部較尖(水線進角較小)的艇，因儲存浮力比較小，首部干舷往往需要加大。這有利于保證避免甲板的上浪和淹濕。

11.方艉船型的水動力特點？

答：隨著航速的不斷提高，方艉船的尾部水流的滾動狀況也在不斷地變化。在低速時，由于方尾尾部水流不能沿著船體的底部和兩側向后迅速脫離開船體，所以在尾后形成大量的漩渦。在Fr>0.45的高速時，船尾部的水流具有足夠的動能以戰(zhàn)勝粘性的影響而迅速脫離船的尾部。方尾尾板之后不再出現(xiàn)漩渦，而是船側和船底的水流在船后某個位置發(fā)生交匯，形成“空穴〞。這段長度稱為“虛長度〞，相當于增加了船體長度，使船體的修長度系數(shù)加大。同時，又使船長Fr數(shù)減小?？梢詼p小興波阻力，從而降低興波阻力。

12.方艉船型的特征參數(shù)（b/B,β）及其對水動力性能的影響？P24答：相對尾板寬度b/B和尾封板底部橫向斜升角β都是表達方尾特征的船型參數(shù)，反映方艉船后體收縮程度的無因次量。b/B越小，β越大，則方尾的尾板面積越小，說明船的后體相對尖瘦，這在低速時對減小船體的粘壓阻力有利；反之，即收縮程度越大，則在高速時對減小船體的興波阻力有利。低速時后體的收縮程度直接影響到漩渦水流區(qū)域的大小，高速時，會影響到“虛長度〞的大小。13.方尾船虛長作用

14.為什么深V船型的耐波性好？P32

答：深V型船的砰擊概率要比與它相當?shù)膱A舭型船低得多，這主要是由于深V型船吃水深，尖舭的折角線無論是對橫搖運動還是縱搖運動都有更大的阻尼作用，因此在同等狀況下橫搖幅度和縱搖幅度均比一般圓舭船小。同時，由于橫向斜升角越大，吃水較深，對減小縱搖運動幅度有利。深V型船的后體均保持有較大的底部橫向斜升角，這使得其縱搖軸更接近于艇的重心縱向位置。因此縱搖固有周期應當比常規(guī)的圓舭型艇要短，在風浪中更簡單引起諧振。

但由于縱搖軸移到舯部件，則不僅轉動慣性半徑減小而且轉動力矩減小?？梢哉J為這是深V型船首部沖擊加速明顯減小的主要原因。15.單體深V高速船的船型特點？P25

答：①橫剖面呈V字型，舭部呈折角尖舭形狀，底部橫向斜升角β≥20°，橫剖線呈直線或近乎直線②首部附近的龍骨下沉到基線以下即反向龍骨坡度，甚至形成類似于球首的形狀，橫剖面更加升V③整個后體橫剖面底部斜升角β設計成不變或幾乎不變，以增加尾板附近的升沉和橫剖面積④后體設有短舭龍骨和尾鰭⑤船體形狀簡單，易建造。

14.試比較深V船型與常規(guī)圓舭船型的水動力特點？P30

答：①阻力：隨著航速的升高，深V船型的尾傾比圓舭型要好，且低速時淺水阻力要好，說明升V船型在淺水中達到的航速比圓舭型船要高②耐波性：與圓舭型船相比，深V船型斜升角大于20度，發(fā)生的縱搖較小，垂向加速度較低，

順浪時顯著減小了首搖，因而具有十分好的航向穩(wěn)定性③穩(wěn)性：由于橫剖面呈V型，在舭中型深一致的時，深V型船比圓舭型船重心要高，但深V型船有較大的型寬和飽滿的水線面，因此穩(wěn)性好得多。15.畫出典型圓舭和深v船型橫剖面圖。

16.SSB的作用？P33

答：①SSB首增大了船舶的阻尼力和靜回復力，減小了縱搖運動②SSB船型在短波時對升沉幅值的響應低于常規(guī)船型，在長波時則相反③SSB帶有固定的減縱搖鰭，明顯減小縱搖和升沉

17.據(jù)試驗結果，書（P34~37)分析不同參數(shù)的SSB首對阻力和耐波性的影響。答：形狀變化對其運動影響：隨著剖面寬度的依次增大，縱搖的的幅值和加速逐漸減小。深度的影響：改變SSB的浸水深度對減小船的剩余阻力有明顯的效果，但對運動性能影響不大。

18.高速雙體船的船型特征及其優(yōu)缺點？P38

答：普通雙體船是由兩個對稱的，具有一致線型且平行布置的水下部分（片體）組成。兩片體在水面以上由連接橋穩(wěn)固的連接在一起，連接橋的底部距水面有一定高度，用特別形狀的外板來封底。

優(yōu)點：①片體的長度系數(shù)和長寬比較大，航速較高時仍能保持低興波狀態(tài)，明顯減小興波阻力和形狀阻力，因此具有良好的快速性②良好的居住條件和寬大的甲板面積，能有效降低自重和造價③穩(wěn)性好靜水中橫搖衰減快，則在不規(guī)則波上搖擺消失得快④兩螺旋槳軸線和片體間距較大，因而雙體船具有良好的操縱性和機動性⑤受側風時比單體船產(chǎn)生的橫漂小⑥雙體船推進器位于片體的中縱剖面上，處于船體的伴流中，漿效更高⑦雙體船穩(wěn)性好，卸貨時不必嚴格按配載表進行。缺點：①片體間存在興波干擾，增加了阻力②濕面積大，片體間繞流速度高，因此摩擦阻力較大③船殼面積大，一致載重時排水量較大，從而增加了阻力。19.高速雙體船的阻力特性，分析兩片體間干擾阻力產(chǎn)生原因？P39答：Rt=Rf+Rr+△R，其中△R是兩片體間的附加干擾阻力，它是由興波干擾和粘性干擾組成，是雙體船特有的阻力成分。其中波系干擾既發(fā)生于首、尾橫波系間，也發(fā)生于不同片體的散波系。雙體船兩片體的散波在中心線處發(fā)生交匯而產(chǎn)生干擾。雙體船的片體繞流與孤立的片體的繞流之區(qū)別是前者為非對稱的，由于內側的繞流受到兩片體的擠壓，流速明顯增大，只是片體內側的邊界層厚度發(fā)生變化，甚至導致漩渦而產(chǎn)生粘性干擾。

20.亞浪板和阻流板（intecepter）的作用？

21.臨界速度和無效干擾速度概念，畫出典型普通高速雙體船的興波阻力曲線并分析其特點？P42

答：臨界速度：對兩個并列的片體研究說明，F(xiàn)r=0.5是區(qū)分低速雙體船和高速雙體船的臨界航速Frc。

無效干擾速度：船模試驗說明，存在一個傅汝德數(shù)Fr0，當Fr>Fr0時，則高速雙體船片體間的興波處于無干擾或有利干擾狀態(tài)。（阻力曲線略）曲線分析如下：對于FrFrc=0.5時，雙體船的興波阻力隨著航速的增加而降低，此時興波阻力曲線上的微小波動主要

是由于片體間的散波干擾所引起，橫波的干擾始終處于有利的狀態(tài)。22.分析修長度系數(shù)及片體間距對雙體船阻力影響？P43~45

答：1、修長度系數(shù)增加使片體間的阻力干擾減弱，特別是使片體間的興波阻力附加干擾減弱。可見雙體船型適合于高速航行。當設計的雙體船必需采用較小的片體間距時，其片體尺度和船型系數(shù)的確定應利用行波干擾特性以獲得最小的興波阻力是完全可能的。

2、雙體船的興波附加干擾阻力與片體間距有關，片體間距決定了兩個片體間散波交匯點的位置及橫波的重合程度。片體間距越大，則散波交匯點的位置越推向船后，橫波的重合度越小，片體間的興波干擾越小。23.如何估算雙體船阻力？有哪些方法？P51答：1、阿爾費里耶夫高速雙體船剩余阻力圖譜

2、利用雙體母型資料和影響系數(shù)估算雙體船的阻力3、利用單體母型船資料和圖譜估算雙體船的阻力。

23.試分析雙體船航行升沉與縱傾變化的特點,設計中如何計及其