船模阻力实验
一、实验准备及安装要点
船模在拖曳水池中进行阻力实验,必须进行一系列实验准备工作.
1.制作船模：船模与实船要求几何相似,并表面光洁，加工误差在一定得范围内。
2.激流：一般应用得激流方法就是在船模首垂线后L／20处,装置直径为1毫米得金属激
流丝。
3.称重:按縮尺比得要求计算喜欢摸得排水量并进行称重，加压载，以满足实验所要求得
型排水量与吃水.
4.安装：船模安装在拖车上,应使其中纵剖面与前进方向一致，拖力作用线位于中纵剖面
内,其作用点在水线面附近得位置上并保持水平。试验中得进退、纵摇、升沉运动应不受限制。
二、模型参数与实验数据
1，阻力实验相关参数
满载池水状态水线长度：Ｌ＝3、８０3m
满载池水状态浸湿面积: S=2、737㎡
模型縮尺比：=40
实验水温: ｔ=淡水20°C
2,满载池水状态船模拖曳阻力实验数据
三、阻力换算二因次法：
淡水20°C,，，，,
数据处理如下表：
四、船模阻力实验曲线（曲线)
1、曲线
2、V S—R S曲线
《船模性能实验》实验报告 学习中心： 层次： 专业： 学号： 学生： 完成日期： 实验报告一 一、实验名称：船模阻力实验 二、实验目的： 主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。其具体目标包括： （1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性能的优劣。 （2）确定设计船舶的阻力性能 对具体设计的船舶，通过船模阻力实验，计算实船的有效功率，供设计推进器使用。 （3）预报实船性能 船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。 （4）系列船模实验 为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。 （5）研究各种阻力成分实验 为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门的实验。 （6）附体阻力实验 目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附体对阻力的影响。 （7）流线实验 在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。
（8）航行状态的研究 在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。 三、实验原理： 1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 （1）船模和实船保持几何相似； （2）船模实验的雷诺数e R 达到临界雷诺数以上； （3）船模和实船傅汝德数相等。 2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。 1）安装激流丝：用1=Φmm 金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层中产生紊流。 2）称重工作：准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？ 常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。二因次方法亦称傅汝德方法；三因此方法为1978年ITTC 性能委员会推荐的换算方法。 4．简述傅汝德假定的内容，并写出傅汝德换算关系式。 傅汝德假定： ①假定船体的总阻力可以分为独立的两部分，一为摩擦阻力f R ，只和雷诺数有关， 另一个为粘压阻力pv R 和兴波阻力w R 合并后的剩余阻力r R ，只和傅汝德数有关，且适用 比较定律。 ②假定船体的摩擦阻力等于同速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。因此，可 以用平板摩擦阻力公式计算船体的摩擦阻力，通常称为相当平板摩擦 傅汝德换算关系： 3 )(αρρm s fm tm fs ts R R R R -+= 四、实验内容： （一）填写实验主要设备表 名称 说明 拖曳水池 水池狭而长，配置有拖动设备和测量仪器，以测得船模在不同速度下的阻 力值。实验池的水采用淡水，船池尺度决定了船模大小和速度。 大连理工大学船模试验水池长160m ，宽7 m ，水深3.7 m 。拖车速度0~8m/s, 速度精度±1 mm/s 。配有摇板式规则波造波机。
大工15春《船模性能实验》实验报告及要求答案 船模性能实验》实验报 学习中心： 层次：专升本 专业：船舶与海洋工程 学号： 学生： 完成日期： 《告 大学物理实验报告模板 实验报告一 一、实验名称：船模阻力实验 二、实验目的：主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航 行状态。其具体目标包括：（1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性 能的优劣。（2）确定设计船舶的阻力性能;对具体设计的船舶，通过船模阻力实 验，计算实船的有效功率，供设计推进器应用。（3）预报实船性能;船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。 （4）系列船模实验;为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。 此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。（5） 研究各种阻力成分实验;为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门 的实验。（6）附体阻力实验;目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附 体对阻力的影响。（7）流线实验;在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。 （8）航行状态的研究;在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。 三、实验原理： 1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 （1）船模与实船保持几何相似。 （2）船模实验的雷诺数达到临界雷诺数以上。 （3）船模与实船傅汝德数相等。 2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。 称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？ F=1mm金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层 中产生紊流。2）称重工作：准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？ 常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。二因次 方法亦称傅汝德方法；三因此方法为1978年ITTC性能委员会推荐的换算方法。 4．简述傅汝德假定的内容，并写出傅汝德换算关系式。 只与雷诺数有关，另一个为粘压阻力Rf，Rpv和兴波阻力Rw合并后的剩余阻力Rr， 只与傅汝德数有关，且适用比较定律。②假定船体的摩擦阻力等于同速度、同 长度、同湿面积的平板摩擦阻力。因此，可以用平板摩擦阻力公式计算船体的摩 擦阻力，通常称为相当平板摩擦。 Rts=Rfs+(Rtm-Rfm)
实验报告三 一、实验名称：船模摇荡实验 二、实验目的：①确定待设计或已建造船舶的耐波性,判断是否满足使用要求。 ②寻找，评价减摇措施，或者优良船型。 ③测定水动力系数，供理论计算及机理研究。 ④测定其载荷加速度，供结构和强度使用，砰击还与振动有关，某些设备（如电子侦查设备，水面发射武器等）要求。 三、实验原理： 1．简述耐波性主要研究的内容，并描述什么样的船耐波性比较好？ 船舶摇荡运动主要研究由波浪干扰引起的船舶往复运动，其中横摇、纵摇和垂荡对船舶航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要内容。 2．简述船舶摇荡实验的相似准则。 要求符合船模与实船保持几何相似、运动相似和动力相似。 3．简述船舶的十二种运动形式的名称，并指出哪些属于往复运动。 船舶的十二种运动形式包括：横倾、纵倾、回转、横摇、纵摇、首摇、前进或后退、横漂、上浮或下沉、纵荡、横荡、垂荡。其中属于往复运动的有，横摇、纵摇、首摇、纵荡、横荡、垂荡。 4．对造波机造的波浪的要求都有哪些？ 波浪的波长取决于造波机的频率，而波高则随造波机的振幅变化。造波机的频率和振幅保持稳定不变时造出的波浪为规则波，如果使其频率和振幅按随机规律变化，则会造出不规则波浪。试验时要保证波浪的频率、浪高，避免波浪反射回去。 四、实验内容：
（一）填写实验主要设备表 （二）实验步骤： 1．摇荡实验程序 （1）船模准备：除满足几何相似外，船模本体应当较轻，易于调整惯量；（2）调整重心高度，调整纵向惯性矩，在水中测横向摇摆周期。 （3）船模上安装陀螺、加速度计等仪器均应固定在适当位置。船模两端在重心高度位置系上两根细绳； （4）造波机准备：调整造波参数使之满足本次实验要求； 浪高仪准备：安装并校准浪高仪，确定标定系数； （5）零速横摇实验时用船模两端细绳将模型固定在水池适当位置，注意模型必须在浪高仪后方；纵向运动实验时将模型连接在拖车下，注意导向装置对船模在纵向运动不会形成约束； （6）启动造波机制造波浪，当船模摇荡进入稳定状态时记录数据。 五、问题与思考： 1．船模惯性矩计算中，纵向惯性半径和横向惯性半径怎么选取？ 第15届ITTC建议，取0.25船舶两柱间长作为船舶的纵向惯性半径，0.35船宽作为船舶的横向惯性半径,以此来计算船舶的质量惯性矩。 2．为什么要进行船模惯性调整？ 模型惯性调整是耐波性实验的重要环节。即按照模型实验相似性原则，将模型的重心位置、纵横向惯性矩调整到设计要求。
网络教育学院 船模性能实验》实验报 学习中心： 层次：专升本 专业：船舶与海洋工程 学号： 学生： 完成日期： 2013年2月6日 《告 实验报告一 一、实验名称：船模阻力实验 二、实验目的：主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航 行状态。其具体目标包括：（1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性 能的优劣。（2）确定设计船舶的阻力性能;对具体设计的船舶，通过船模阻力实 验，计算实船的有效功率，供设计推进器应用。（3）预报实船性能;船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。 （4）系列船模实验;为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。 此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。（5） 研究各种阻力成分实验;为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门 体对阻力的影响。（7）流线实验;在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。 （8）航行状态的研究;在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。 三、实验原理： 1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 （1）船模与实船保持几何相似。 （2）船模实验的雷诺数达到临界雷诺数以上。 （3）船模与实船傅汝德数相等。 2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。 称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？ ??1mm金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层 中产生紊流。2）称重工作：准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？ 常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。二因次 方法亦称傅汝德方法；三因此方法为1978年ittc性能委员会推荐的换算方法。 4．简述傅汝德假定的内容，并写出傅汝德换算关系式。 只与雷诺数有关，另一个为粘压阻力rf，rpv和兴波阻力rw合并后的剩余阻力rr， 只与傅汝德数有关，且适用比较定律。②假定船体的摩擦阻力等于同速度、同 长度、同湿面积的平板摩擦阻力。因此，可以用平板摩擦阻力公式计算船体的摩 擦阻力，通常称为相当平板摩擦。rts?rfs?(rtm?rfm) 傅汝德换算关系：
姓名：__________________________ 报名编号：_______________________ 学习中心：_______________________ 层次：__________________________ 专业：__________________________ 实验1:船模阻力实验 一、实验知识考察 1、简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 答：由阻力相似定律可知：如果船模和实船能实现全相似，即船模和实船同时滿足Re和Fr数相等，则可由船模试验结果直接获得实船的总阻力系数，实船的总阻力也可精确确定。但是船模和实船同时滿足Re和Fr数相等的所谓全相似条件实际上是难以实现的。 船摸与实船保持几何相似； 船模试验的雷诺数Re达到临界雷诺数以上； 船摸与实船傅汝德数相等。 2、船模阻力实验结果换算方法有哪些？ 答：常用的船模阻力试验结果换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法?二因 次方法亦称傅汝德方法；三因次方法（也称1+K法）为1978年ITTC性能委员会推荐的换算方法?这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。 二、实验后思考题 1、船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么？ 答：常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。 2、实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？ 答:实船船体表面比较粗糙，故实船摩擦阻力为其中为粗糙度补贴系数，按不同船长选取。
实验2:螺旋桨敞水实验 、实验知识考察 1、简述螺旋桨模型敞水实验必须满足的条件。 答：根据敞水试验相似定理的讨论，螺旋桨模型敞水试验必须满足以下条件： 1)几何相似； 2)螺旋桨模型有足够的浸深(傅汝德数可不考虑); 为了消除自由表面对螺旋桨水动力性影响，桨模的浸深一般应满足 hs>=(0.625-1.0)Dm hs为桨轴中心线距水表面的距离(m), Dm为桨模直径。 3)试验时雷诺数应大于临界雷诺数； 5 Re=3.0*10 ( 一) 4)进速系数相等。 2、简述螺旋桨敞水实验的实验步骤。 答：(一)敞水实验准备 (1)桨模制作：敞水桨模直径为0.2-0.3m,通常用巴氏合金、铜合金、不锈钢或 铝等合金。桨模精度在0.05mm； (2)将敞水动力仪固定在水池拖车上，预先应进行校验和标定； (3)将桨模安装在敞水动力仪上，叶背向前，浸没深度大于桨径。 (二)敞水实验程序 (1)零航速敞水实验，按预定转速开动敞水动力仪，测Tt，Qt。 (2)按预定转速开动敞水动力仪，同时开动拖车，使螺旋桨进速系数达到预定值。 (3)当拖车速度稳定时，记录拖车速度Va，浆转速n，推力Tt，扭矩Qt,完成一进速的实验。 (4)系列变化拖车速度，完成全部实验内容，注意各次之间应有足够的等水时间。 (5)用尺寸、重量相近的假毂代替桨模，重复上述实验，测得敞水动力仪自身的推力Ts，扭矩Qs，用以进行修正。 (6)扭矩修正值，测的Qs是尾轴摩擦损失，与转速有关。螺旋桨吸收的净扭矩。
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 第六章 船模自航试验及实船性能预估 为了获得螺旋桨与船体之间的相互作用诸因素，如伴流分数、推力减额分数以及其他相互作用系数，应进行三种试验：船模阻力试验、螺旋桨敞水试验及有附体的船模自航试验。 船模自航试验是分析研究各种推进效率成分的重要手段。对于给定的船舶来说，通过自航试验应解决两个问题： ① 预估实船性能，即给出主机马力、转速和船速之间的关系，从而给出实船的预估航速，验证设计的船舶是否满足任务书中所要求的航速。 ② 判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。如果配合不佳，则需考虑重新设计螺旋桨。 此外，根据实船试航结果与相应的船模自航试验数据，可以进行船模及实船的相关分析，积累资料以便改进换算办法，使船模试验预报实船的性能更正确可靠。 § 6-1 自航试验的相似条件及摩擦阻力修正值 一、相似定律 在船模阻力试验时，我们只满足了傅氏数相同的条件，对于船模的雷诺数只要求超过临界数值。因此， 上式中，下标带m 者表示模型数值，带s 者表示实船数值(以下相同)。在螺旋桨敞水试验时，只满足进速系数相同的条件，对于螺旋桨模型的雷诺数也只要求超过临界数值，因此， 在进行船模的自航试验时，两者都要求满足，根据几何相似，有： 则满足傅氏数相等时有： λV V /s m = (6-1) 满足进速系数相等时有： λn V n V m Am s As = 由于 ()s s As 1V ωV -=，()m m Am 1V ωV -= 故 ()()λn V ωn V ωm m m s s s 11-= - 或 ??? ? ? ?--=s m s m 11ω ω λn n 假定伴流无尺度作用，则m s ωω=，因此，可得： λn n s m = (6-2) (6-1)及(6-2)两式是船模自航试验应满足相似定律的条件，由于船后螺旋桨满足了进速系 数相等的条件，因此在不考虑尺度作用的情况下，螺旋桨实桨及其模型在推力、转矩及收到马力方面存在下列关系：
第六章 船模自航试验及实船性能预估 为了获得螺旋桨与船体之间的相互作用诸因素，如伴流分数、推力减额分数以及其他相互作用系数，应进行三种试验：船模阻力试验、螺旋桨敞水试验及有附体的船模自航试验。 船模自航试验是分析研究各种推进效率成分的重要手段。对于给定的船舶来说，通过自航试验应解决两个问题： ① 预估实船性能，即给出主机马力、转速和船速之间的关系，从而给出实船的预估航速，验证设计的船舶是否满足任务书中所要求的航速。 ② 判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。如果配合不佳，则需考虑重新设计螺旋桨。 此外，根据实船试航结果与相应的船模自航试验数据，可以进行船模及实船的相关分析，积累资料以便改进换算办法，使船模试验预报实船的性能更正确可靠。 § 6-1 自航试验的相似条件及摩擦阻力修正值 一、相似定律 在船模阻力试验时，我们只满足了傅氏数相同的条件，对于船模的雷诺数只要求超过临界数值。因此， m m s s g g L V L V = 上式中，下标带m 者表示模型数值，带s 者表示实船数值(以下相同)。在螺旋桨敞水试验时，只满足进速系数相同的条件，对于螺旋桨模型的雷诺数也只要求超过临界数值，因此， m m Am s s As D n V D n V = 在进行船模的自航试验时，两者都要求满足，根据几何相似，有： λD D L L ==m s m s 则满足傅氏数相等时有： λV V /s m = (6-1)
满足进速系数相等时有： λn V n V m Am s As = 由于 ()s s As 1V ωV -=，()m m Am 1V ωV -= 故 ()()λn V ωn V ωm m m s s s 11-= - 或 ??? ? ? ?--=s m s m 11ω ω λn n 假定伴流无尺度作用，则m s ωω=，因此，可得： λn n s m = (6-2) (6-1)及(6-2)两式是船模自航试验应满足相似定律的条件，由于船后螺旋桨满足了进速系 数相等的条件，因此在不考虑尺度作用的情况下，螺旋桨实桨及其模型在推力、转矩及收到马力方面存在下列关系： ? ? ?? ? ????===5.3m s Dm Ds 4m s m s 3m s m s λρρP P λρρQ Q λρρT T (6-3) (6-3)式只对螺旋桨说来是正确的，但自航试验是把螺旋桨与船体联系起来统盘考虑的。因此推力与阻力之间必然有： 对于实船 ()s s s 1R t T =- 对于船模 ()m m m 1R t T =- 如果将(6-3)、(6-4)两式联系起来分析，发现两者是不一致的。从推进的角度出发，当满足傅氏数和进速系数相同的条件时，模型与实桨的推力之间确实存在缩尺比三次方的关系。假定推力减额无尺度作用，即t s = t m ，则从(6-4)式看来，实船与船模的阻力之间也应与缩尺比三次方有关才能使两者一致。但是，在《船舶阻力》课程中我们已知，当船模与实船在傅氏数相同时，两者的总阻力并不存在缩尺比三次方的关系，即 3m s m s λρρ R R ≠ 为了克服这个矛盾，需要在船模自航试验中作适当处理后才能进行实船的换算。 二、摩擦阻力的修正-实船自航点的确定 在船模自航试验中，当满足傅氏数Fr 及进速系数J 相同的条件时，则模型与实船之间的各种力基本上是缩尺比的三次方关系，唯阻力之间不存在这种关系。在阻力中，剩余阻力部分实际上也是满足这种关系的，因为在Fr 相同时实船和船模的剩余阻力系数相等，故两者总阻力之间不存在缩尺比三次方关系主要是摩擦阻力部分造成的。为了使试验中各种力都存在缩尺比三次方的关系，需对阻力进行修正(实际上是对摩擦阻力修正)，人为地将其硬凑成三次方关系。 (6-4)
船模阻力实验 船舶与海洋工程2班3008209004 陈远 一、实验目的 通过船模实验，确定实船阻力和有效马力； 分析比较船型的优劣； 提供设计应用的优良船型资料及阻力的图标或公式等。 二、实验准备及安装要点 船模在拖曳水池中进行阻力实验，必须进行一系列实验准备工作。 1.制作船模：船模与实船要求几何相似，并表面光洁，加工误差在一定的范围内。 2.激流：一般应用的激流方法是在船模首垂线后L/20处，装置直径为1毫米的金属激流 丝。 3.称重：按縮尺比的要求计算喜欢摸的排水量并进行称重，加压载，以满足实验所要求的 型排水量和吃水。 4.安装：船模安装在拖车上，应使其中纵剖面与前进方向一致，拖力作用线位于中纵剖面 内，其作用点在水线面附近的位置上并保持水平。试验中的进退、纵摇、升沉运动应不受限制。 三、模型参数和实验数据 1，阻力实验相关参数 满载池水状态水线长度：L=3.803m 满载池水状态浸湿面积：S=2.737㎡ 模型縮尺比： =40
实验水温： t=淡水20°C 2,满载池水状态船模拖曳阻力实验数据 四、阻力换算 二因次法： )(tm fm fs ts C C C C -+= 淡水20°C ，）（s m /100374.012 6 -?=υ ，3 998.16/kg m ρ= 20.075(lg Re 2) Cfm = -，Re vl m υ=，2 12Rts Vs Ss ρ=,2,Vs Ss Sm λ== 数据处理如下表：
附图： V R 曲线1、m m
2、有效马力曲线 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vm(m/s) 60005000 40003000200010000 P e (k w )
99 第五章 船模阻力试验 船模试验是研究船舶阻力最普遍的方法，目前关于船舶阻力方面的知识，特别是提供设计应用的优良船型资料及估算阻力的经验公式和图谱绝大多数是由船模试验结果得来的。新的理论的发展和新船的设计是否能得到预期的效果都需要由船模试验来验证。而理论分析的进一步发展，又为船型设计和船模试验提供更为丰富的内容，以及指出改进的方向。因此船模试验是进行船舶性能研究的重要组成部分。 本章先对船模试验池和船模阻力试验作一简要介绍，然后分别从设计和研究观点来讨论表达船模阻力数据的方法。 § 5-1 拖曳试验依据、设备和方法 船模试验是研究船舶阻力性能的主要方法。因此需要了解船模阻力试验的依据，试验设备和具体的试验方法。 一、船模阻力试验的依据 由§1-2的阻力相似定律指出：如能使船模和实船实现全相似，即船模和实船同时满足Re 和Fr 数相等，则可由船模试验结果直接获得实船的总阻力系数。§1-4中已阐述船模和实船难以实现全相似条件。根据现实可能性，也不能实现船模和实船单一的粘性相似，即保持Re 相等，这是因为，如要使Re m = Re s ，则必有： υm L m /v m = υs L s /v s 即 υm = α υs v m / v s (5-1) 式中，α为船模缩尺比。 因为船模和实船的运动粘性系数两者数值相近，如假定v m = v s ，则(5-1)式为： υm = α υs (5-2) 由于船模均要比实船缩小几十倍以上，因而要求船模的速度较实船速度大几十倍，甚至达到超音速情况下进行试验，显然是不现实的。 因此船模阻力试验，对水面船舶来说，实际上就是在满足重力相似条件下(保持Fr 数相等)进行的。由于是在部分相似条件下所得的船模阻力值，因此必需借助于某些假设，诸如傅汝德假定，休斯假定等才能换算得到相应的实船总阻力。 二、船模试验池 船模试验池是进行船舶性能研究和某些结构、强度试验的重要设施，因而世界各国均普遍建造了各种船模试验池。
第五章船模阻力试验 船模试验是研究船舶阻力最普遍的方法，目前关于船舶阻力方面的知识，特别是提供设计应用的优良船型资料及估算阻力的经验公式和图谱绝大多数是由船模试验结果得来的。新的理论的发展和新船的设计是否能得到预期的效果都需要由船模试验来验证。而理论分析的进一步发展，又为船型设计和船模试验提供更为丰富的内容，以及指出改进的方向。因此船模试验是进行船舶性能研究的重要组成部分。 本章先对船模试验池和船模阻力试验作一简要介绍，然后分别从设计和研究观点来讨论表达船模阻力数据的方法。 §5-1 拖曳试验依据、设备和方法 船模试验是研究船舶阻力性能的主要方法。因此需要了解船模阻力试验的依据，试验设备和具体的试验方法。 一、船模阻力试验的依据 由§1-2的阻力相似定律指出：如能使船模和实船实现全相似，即船模和实船同时满足Re 和Fr数相等，则可由船模试验结果直接获得实船的总阻力系数。§1-4中已阐述船模和实船
难以实现全相似条件。根据现实可能性，也不能实现船模和实船单一的粘性相似，即保持Re 相等，这是因为，如要使Re m= Re s，则必有： υm L m/v m= υs L s/v s 即υm= αυs v m/ v s (5-1) 式中，α为船模缩尺比。 因为船模和实船的运动粘性系数两者数值相近，如假定v m= v s，则(5-1)式为： υm= αυs(5-2) 由于船模均要比实船缩小几十倍以上，因而要求船模的速度较实船速度大几十倍，甚至达到超音速情况下进行试验，显然是不现实的。 因此船模阻力试验，对水面船舶来说，实际上就是在满足重力相似条件下(保持Fr数相等)进行的。由于是在部分相似条件下所得的船模阻力值，因此必需借助于某些假设，诸如傅汝德假定，休斯假定等才能换算得到相应的实船总阻力。 二、船模试验池 船模试验池是进行船舶性能研究和某些结构、强度试验的重要设施，因而世界各国均普遍建造了各种船模试验池。 普通的船模试验池，其主要任务是进行船舶模型的拖曳、自航及适航性等试验。水池狭而长，配置有拖动设备和测量仪器以测得船模在不同速度下的阻力值。为了避免海水的腐蚀作用，试验池的水都采用淡水。 为了提高船模试验的精确性，使能对较大尺度船模进行试验，并能更广泛地进行船舶性
1、概述 1.1 试验内容 1.2试验条件 试验设备： 拖曳水池： 拖车： 阻力（拖力）测量设备： 推力、扭矩测量设备： 桨模敞水试验箱； 自航船、桨模驱动与传动装置； 船模导向装置； 船模夹具； 数据采集与分析处理系统： 1.3试验模型参数 表2.1 实船与船模主要参数列表
螺旋桨模型参数： 桨叶数： 4 直径：0.17925m 盘面比：0.45 毂径比：0.15 (P/D)1.0R：0.608 (P/D)0.7R: 0.637 缩尺比： =40 1.4模型试验方法 1.4.1 船模静水拖曳阻力试验 水面静止的条件下，闭合夹具，由拖车带动船模至设定航速，释放夹具，并通过阻力测量仪（四自由度适航仪）测量得到该航速下的船模阻力，然后关闭夹具，减速停车，低速退回到起始位置，待水面平静后进行下一航次的试验，如此反复进行，直至完成整个航速范围内的船模阻力试验；记录试验当时水温。其中，拖点位于船模重心铅垂线上，高度则位于设计水线面，船模导向方式为首导向杆方式，夹具位于船模后部。 1.4.2 螺旋桨模型敞水性能试验 螺旋桨模型敞水性能试验采取设定桨模转速，改变桨模进速进行试验的方法。即每航次中不改变桨模转速（Nm=1260rpm），只改变桨模进速。所有试验与测量仪器均安放在敞水试验箱内，桨模安装在由敞水箱前端向前伸出的桨轴前端，桨轴长度大于四倍桨模直径，外面包有轴套管，桨模前端安装有导流帽，轴套与敞水箱连接处设有导流罩，桨毂与轴套之间平顺过渡。 具体的实验方法：水面静止的条件下，由拖车带动敞水试验箱至设定航速，同时调整螺旋桨模型至指定转速（1260rpm），通过螺旋桨动力仪测量得到该航速和桨模转速下的桨模推力与扭矩，然后减速停车，低速退回到起始位置，待水面平静后进行下一航次的试验，如此反复进行，直至桨模推力变为负值，停止试验；换装桨毂，以桨模敞水试验对应的航速与桨模转速进行试验，测量得到轴系及桨毂的摩擦力矩和推力修正值；记录试验当时水温。 1.4.3船模自航试验 船模自航试验采用强迫自航法。针对每一种载况和节能附体组合情况，均进行3个航速下的船模自航试验，分别为1m/s，1.2 m/s，1.4 m/s。对于每一 位航速，均设置4种不同桨模转速，保证该航速下的自航点摩擦阻力修正值F D 于所测得的4个不同桨模转速下的拖力曲线之上。 具体试验方法为：水面静止的条件下，闭合夹具，由拖车带动船模至设定
网络教育学院 《船模性能实验》实验报告 学习中心： 层次：专升本 专业：船舶与海洋工程 学号： 学生： 完成日期：
实验报告一 一、实验名称：船模阻力实验 二、实验目的：主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。其具体目标包括：（1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性能的优劣。（2）确定设计船舶的阻力性能;对具体设计的船舶，通过船模阻力实验，计算实船的有效功率，供设计推进器应用。（3）预报实船性能;船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。（4）系列船模实验;为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。（5）研究各种阻力成分实验;为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门的实验。（6）附体阻力实验;目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附体对阻力的影响。（7）流线实验;在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。（8）航行状态的研究;在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。 三、实验原理： 1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 （1）船模与实船保持几何相似。 （2）船模实验的雷诺数达到临界雷诺数以上。 （3）船模与实船傅汝德数相等。 2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。 激流丝是为了使其在金属丝以后的边界层中产生紊流；称重工作是为了准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？
网络教育学院 《船模性能实验》实验报告有，答，案，请。找，Q: 80 00 0 3091 学习中心： 层次： 专业： 学号： 学生： 完成日期：
实验报告一 一、实验名称： 二、实验目的： _____________________________________________________________________ 三、实验原理： 1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？ 4．简述傅汝德假定的内容，并写出傅汝德换算关系式。 四、实验内容： （一）填写实验主要设备表（表格可以追加）
（二）实验步骤： 五、问题与思考： 1．船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么？ 2．实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？
实验报告二 一、实验名称： 二、实验目的： _____________________________________________________________________ 三、实验原理： 1．什么叫螺旋桨敞水实验？螺旋桨敞水实验可以在哪里进行？ 2．简述螺旋桨模型敞水实验必须满足的条件。 3．写出螺旋桨进速系数的公式，及公式中各符号代表的含义。 4．简述螺旋桨敞水性征曲线的概念及其意义。 四、实验内容： （一）填写实验主要设备表
（二）实验步骤： 五、实验数据处理： 螺旋桨敞水试验中，测得推力T=62.2N，扭矩Q=24.4N·m，水的密度ρ=1.03 10 ?kg/3m，螺旋桨的转速n=14r/s, 螺旋桨直径D=0.202m，拖车速度 V=2.08m/s。试求出推力系数、扭矩系数、敞水效率、进速系数。 a
船模性能实验
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2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。 1）安装激流丝：用1=Φmm 金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层中产生紊流。 2）称重工作：准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？ 常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。二因次方法亦称傅汝德方法；三因此方法为1978年ITTC 性能委员会推荐的换算方法。 4．简述傅汝德假定的内容，并写出傅汝德换算关系式。 傅汝德假定： ①假定船体的总阻力可以分为独立的两部分，一为摩擦阻力f R ，只与雷诺数有关， 另一个为粘压阻力pv R 和兴波阻力w R 合并后的剩余阻力r R ，只与傅汝德数有关，且适 用比较定律。 ②假定船体的摩擦阻力等于同速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。因此， 可以用平板摩擦阻力公式计算船体的摩擦阻力，通常称为相当平板摩擦 傅汝德换算关系： 3 )(αρρm s fm tm fs ts R R R R -+= 四、实验内容： （一）填写实验主要设备表
（二）实验步骤： （一）船模阻力实验准备 （1）船模制作：船模缩尺比依据水池的长度和航速决定的，船模线型要与实船保持几何相似，表面必须光洁，满足一定的加工精度。船模使用的材料通常是木模，木模不易变形，蜡模成本低。 （2）安装激流丝：用1=Φmm 金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层中产生紊流。 （3）画水线：按首尾吃水、平均吃水画水线。 （4）称重工作：准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 （5）调整压载的位置：使船模没有横倾，首尾吃水满足规定要求。 （6）安装导航装置：使船模纵中剖面与前进方向一致，纵向和垂向运动不受匀速。 （7）拖点（浮心位置） （8）最后将船模安装在拖车上。 （二）船模阻力实验数据测量 （1）船模速度测量： （a ）根据实船设计航速，确定最高航速，通常比设计航速高2节。 （b ）根据实船长度、速度范围和模型尺度按r F 数相等的原则，确定船模实验速度范围。 （c ）在不同航速下进行拖曳实验。待拖车速度达到稳定匀速时即可进行速度和阻力记录。拖车速度就是船模速度，速度是用数字编码器（光栅盘）测量的。 （2）船模阻力测量：
船模阻力试验的试验装置和数据测量方法及不确定度分析 船模阻力试验需要在船舶拖曳试验池中完成，船舶拖曳试验池是水动力学实验的一种设备，是用船舶模型试验方法来了解船舶的运动、航速、推进功率及其他性能的试验水池，试验是由电动拖车牵引船模进行的。船舶、潜艇、鱼雷、滑行艇、水翼艇，气垫船、冲翼艇、水上飞机和各种海洋结构物等都可在水池中作模型试验。 一、船模阻力试验池结构 船模阻力试验池是进行船模阻力试验的设施，因而世界各国均普遍建造了各种船模试验池。普通船模阻力试验池的主要任务是进行船舶模型的拖曳、阻力性能试验、螺旋桨性能、自航及耐波性等试验。试验池狭而长，配置有拖动设备和测量仪器，以测得船模在不同速度下的阻力值。为避免海水的腐蚀作用，试验池的水都采用淡水。 船模阻力试验池按拖曳船模的方式可分为拖车式和重力式两种。 图1拖车式船模阻力试验池示意图 拖车式船模阻力试验池都装有沿水池两旁轨道上行使的拖车，如图1所示。拖车的用途首先在于拖曳船模保持一定方向和一定速度运动，其次安装各种测量 和记录仪器，例如测定船模拖曳阻力的阻力仪、记录船模升沉和纵倾的仪器以及记录船模速度的光电测速仪等。为便于观察试验现象、拍摄照片和录像，在拖车上还设有观察平台。现代船模阻力试验池的拖车上还配置有计算机数据采集和实 时分析系统，以便迅速地给出试验结果。拖车式船模阻力试验池的优点是：可以采用较大尺度的船模，因此尺度效应较小，试验结果的准确性较高；其次，拖车式船模阻力试验池可以进行广泛的试验，除了船模阻力试验外，还可以进行船舶
重力式船模阻力试验池如图2所示，是早期用于进行小船模阻力试验的简陋 设施。试验时靠重量的下落来拖动船模，当船模达到等速前进时，砝码的重量就 等于船模的阻力，记录船模被等速拖动一定距离所需的时间， 可得到相应的船模 速度。因此重力式船模阻力试验是在给定阻力情况下，测定相应的船模速度。这 种水池仅能进行小船模的阻力试验，无法满足现时对船舶性能研究的需要 ?因此 已某本被淘汰。 为了提高船模阻力试验的精度，对较大尺度船模进行试验，并能更广泛地进 行船舶性能等多方面的试验研究，通常需要建立拖车式船模阻力试验池。 船模阻力试验池的尺度主要由船模的大小和速度而定。此外，还与拖曳设备 的特点、试验的要求等有关，因为水池的长度和拖车的速度实际上对船模的尺度 和速度有一定的限制。船模每次试验时，启动拖车并加速到规定的试验速度， 需 要经过一段加速距离。然后进入匀速段，测量和记录船模的阻力和速度。 最后拖 车开始减速直至停止，需要留有一段减速距离。显然水池的长度大于这三段距离 之和。船模速度越高，贝咯段的距离相应亦要增加，特别是匀速段距离越长，越 易于进行测量和记录。 F r 则可推导出： Re LV 盒—。 对于实船和船模来说： L m gL m - （土卡 亠。 s m L m m 其中：淡水m 1.139 10-6 ；海水s 1.188 10-6，则L s L m 。所以由上述 推导可知保证雷诺数R e 和傅汝德数F r 同时相等是不可能实现的。则船舶阻力试 验是在保持傅汝德数F r 相 正常情况下，船模阻力试验应保证雷诺数 R e 和傅汝德数F r 同时相等，其中 Re Lv ； 推进、船舶耐波性、船舶操纵性以及船舶强度和振动等方面的试验。 图2重力式船模实验池示意图
大工16秋离线答案 网络教育学院 《船模性能实验》实验报告 学习中心： 层次：专升本 专业：船舶与海洋工程 学号： 学生： 完成日期：
实验报告一 一、实验名称：船模阻力实验 二、实验目的：主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。其具体目标包括：（1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性能的优劣。（2）确定设计船舶的阻力性能;对具体设计的船舶，通过船模阻力实验，计算实船的有效功率，供设计推进器应用。（3）预报实船性能;船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。（4）系列船模实验;为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。（5）研究各种阻力成分实验;为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门的实验。（6）附体阻力实验;目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附体对阻力的影响。（7）流线实验;在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。（8）航行状态的研究;在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。 三、实验原理： 1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 （1）船模与实船保持几何相似。 （2）船模实验的雷诺数达到临界雷诺数以上。 （3）船模与实船傅汝德数相等。 2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。 激流丝是为了使其在金属丝以后的边界层中产生紊流；称重工作是为了准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？
姓名： 报名编号： 学习中心：奥鹏 层次：专升本 专业：船舶与海洋工程 实验1：船模阻力实验 一、实验知识考察 1、简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 答：主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。其具体目标包括：（1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性能的优劣。（2）确定设计船舶的阻力性能;对具体设计的船舶，通过船模阻力实验，计算实船的有效功率，供设计推进器应用。（3）预报实船性能;船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。（4）系列船模实验;为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。（5）研究各种阻力成分实验;为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门的实验。（6）附体阻力实验;目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附体对阻力的影响。（7）流线实验;在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。 （8）航行状态的研究;在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。（1）船模与实船保持几何相似。 （2）船模实验的雷诺数达到临界雷诺数以上。 （3）船模与实船傅汝德数相等。 2、船模阻力实验结果换算方法有哪些？ 答：常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。二因次方法亦称傅汝德方法；三因此方法为1978年ITTC性能委员会推荐的换算方法。
二、实验后思考题 1、船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么？ 答：常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。二因次方法亦称傅汝德方法；三因此方法为1978年ITTC 性能委员会推荐的换算方法。这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。 2、实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？ 答：实船船体表面比较粗糙，故实船摩擦阻力为其中为粗糙度补贴系数，按不同船长选取。 实验2：螺旋桨敞水实验 一、实验知识考察 1、简述螺旋桨模型敞水实验必须满足的条件。 答：测定单独螺旋桨工作时的特性，通常包括桨的推力系数、扭矩系数和敞水效率。 3、简述螺旋桨敞水实验的实验步骤。 答：（一）敞水实验准备 （1）桨模制作：敞水桨模直径为0.2-0.3m ，通常用巴氏合金、铜合金、不锈钢或铝等合金。桨模精度在0.05mm; （2）将敞水动力仪固定在水池拖车上，预先应进行校验和标定； （3）将桨模安装在敞水动力仪上，叶背向前，浸没深度大于桨径。 （二）敞水实验程序 （1）零航速敞水实验，按预定转速开动敞水动力仪，测t T ，t Q （2）按预定转速开动敞水动力仪，同时开动拖车，使螺旋桨进速系数达到预定值。 （3）当拖车速度稳定时，记录拖车速度a V ，桨转速n ，推力t T ，扭矩t Q ，完成一进速的 实验。 （4）系列变化拖车速度，完成全部实验内容，注意各次之间应有足够的等水时间。 （5）用尺寸、重量相近的假毂代替桨模，重复上述实验，测得敞水动力仪自身的推力s T ，扭矩s Q ，用以进行修正。 二、实验后思考题和计算题 1、螺旋桨敞水性征曲线的意义是什么?
院系工学院理论与应用力学专业班级理论与应用力学12级实验课程流体力学实验 姓名：梁彦豪12309028 指导教师苏炜
船模阻力实验报告书 目录 一、实验摘要 (3) 二、实验背景及工程应用 (3) 三、实验目的要求 (3) 四、实验装置 (3) 五、实验原理 (4) 六、实验方法与步骤 (6) 七、实验数据处理与分析 (6) 八、实验原始数据 (10) 实验日期：2015年6月12日 原创申明：我保证实验数据和实验报告是本人亲自完成。签名：
一、实验摘要 本实验通过测量等比缩小的船模型的航行阻力，再与船模航行速度进行比较以得到船模阻力与速度之间的关系；再通过船模试验结果换算到实船阻力和实船航速之间的关系。 二、实验背景及工程应用 船舶在水面上航行时，会遭受水的阻力作用。如何预测船舶在航行时所遭受的阻力？ 船型和阻力之间的关系如何？这是船舶设计研究需要解决的重要问题。迄今为止，船模阻力实验是确定船舶阻力的最有效的方法。近年来，根据流体力学基本理论研究船舶阻力问题有很大进展，加上电子计算机的广泛应用，使得船舶阻力的理论计算方法有很大发展。 但是，由于船舶阻力问题比较复杂，在理论计算时常需作某些简化假定，故所得结果与实际到底存在多大差别，需要用船模实验结果进行检验，或进行适当的修正。综上所述，船模阻力实验是目前研究船舶阻力最基本有效的方法。 三、实验目的要求 本教学试验的目的是使学生初步掌握船模阻力试验的基本方法和根据船模试验结果换算到实船阻力的基本方法，借以培养学生进行科学试验研究的工作能力。 根据上述目的，本教学试验包括两个方面的内容： 1.测定船模阻力与速度之间的关系。 2.求出实船阻力（有效功率）与航速之间的关系。 四、实验装置 图1为我校试验水池简图。拖车可沿水池两旁的轨道上行走；拖车上装置有控制、驱动系统及有关测量仪器，并载若干名试验人员。图2表示船模与拖车连接的情况，拖曳船模的钢丝通过导轮与阻力仪连接。