第五章船模阻力試驗§5-1拖曳試驗依據(jù)、設(shè)備和方法

一、船模阻力試驗的依據(jù)

前已闡述船模和實船難以實現(xiàn)全相似條件。根據(jù)現(xiàn)實可能性，也不能實現(xiàn)船模和實船單一的粘性相似，即保持Re相等。因此船模阻力試驗，對水面船舶來說，實際上就是在滿足重力相似條件下(保持

Fr數(shù)相等)進行的。二、船模試驗池

主要任務(wù)是進行船舶模型的拖曳、自航及適航性等試驗。船模試驗池的尺度主要由船模的大小和速度而定。此外，還與拖曳設(shè)備的特點、試驗的要求等有關(guān)，因為水池的長度和拖車的速度實際上對船模的尺度和速度有一定的限制。

1．拖車式船模試驗池拖車式船模試驗池的優(yōu)點是：可以采用較大尺度的船模，因此尺度效應(yīng)較小，試驗結(jié)果的準確性較高；其次，拖車式船池能進行廣泛的試驗，除了船模阻力試驗外，還可以進行以下諸方面的試驗研究：(1)測量和觀察船體表面的流動狀況，這對于船體線型設(shè)計和附體布置是很有價值的；(2)船舶推進方面的試驗，如螺旋槳模型的敞水試驗、船模自航試驗以及進行船體與螺旋槳的相互作用問題的研究等；(3)船舶耐波性方面的試驗，主要研究船模在波浪上的運動和航行狀態(tài)；(4)操縱性方面的試驗；(5)強度和振動方面的試驗。三、船模阻力試驗方法和內(nèi)容

1．試驗準備為了進行阻力拖曳試驗，必須進行一系列試驗準備工作：首先，按一定要求制作試驗用的船模。其次，船模在試驗前要安裝人工激流裝置。其三，準確地秤量船模重量和壓載重量。最后調(diào)整壓載位置。

主題二解釋細節(jié)講述示例進行練習(xí)以鞏固所學(xué)知識2．阻力試驗測量項目(1)船模速度記錄；

(2)船模阻力的測量；

(3)船?？v傾角和重心升沉的測量；

(4)浸濕面積和濕長度的確定；

此外，還有船體表面的流線測定。

3．船模與實船阻力換算

船模阻力試驗的主要目的是由試驗所得的船模阻力換算得到實船的靜水總阻力或有效功率值。具體的換算方法有兩種：一是基于傅汝德假定的傅汝德?lián)Q算法；另一是根據(jù)休斯提出的三因次換算法或稱為(1+k)法。

傅汝德?lián)Q算法：

R

ts=R

fs

+（Rtm-Rfm）

或

Cts

=C

fs+Crm=Cfs+（Ctm–C

fm）三因次換算法：

Cts

=Ctm-(1+k)(Cfm-Cfs)+ΔCf§5-3影響試驗結(jié)果的因素一、試驗本身的一些影響因素首先，我們會想到由試驗假設(shè)所引起的誤差。其次是由試驗本身所引起的誤差，還有一個方面，就是船模本身尺度不同所引起的誤差。

二、尺度效應(yīng)

尺度效應(yīng)問題，即船模尺度不同引起試驗結(jié)果的不一致，根據(jù)實際分析，邊界層流態(tài)不同是尺度效應(yīng)的主要因素。對于實船，其雷諾數(shù)Re很大，全長范圍內(nèi)的界層流態(tài)均可視為紊流；但對于船模，即使采用很大的尺度，其Re數(shù)與實船相比仍相差甚遠，層流段相對長度大，界層內(nèi)流態(tài)與實船并不完全相似。

人工激流法就是人為地使船模處于與實船相同的紊流狀態(tài)所采取的措施。其目的是消除船模首部層流段對阻力試驗和換算準確性的影響。人工激流法主要有如下幾種：(1)表面粗糙激