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專家對于船模實訓(xùn)的報告
一、實驗名稱: 船模阻力實驗
二、實驗?zāi)康?/strong>:主要研究船模在水中勻速直線運動時所受到的作用力及其航 行狀態(tài)。其具體目標(biāo)包括:(1)船型研究通過船模阻力實驗比較不同船型阻力性能的優(yōu)劣。(2)確定設(shè)計船舶的阻力性能;對具體設(shè)計的船舶,通過船模阻力實 驗,計算實船的有效功率,供設(shè)計推進器應(yīng)用。(3)預(yù)報實船性能;船模自航實驗前,必須進行船模阻力實驗,為分析自航實驗結(jié)果預(yù)報實船提供必要的數(shù)據(jù)。(4)系列船模實驗;為提供各類船型的阻力圖譜,必須進行系列船模的阻力實驗。 此外還有進行幾何相似船模組實驗,其目的在于研究推進方面的一些問題。(5)研究各種阻力成分實驗;為了研究分類,確定某種阻力成分,必須進行某些專門 體對阻力的影響。(7)流線實驗;在船模實驗的同時,有時還要進行船模流線實驗,目的在于確定舭龍骨,軸支架等附體以及船首尾側(cè)推器開孔的位置等。(8)航行狀態(tài)的研究;在船模阻力實驗時,測量船模在高速直線運動時的縱傾及升沉等狀態(tài),這對于高速排水型船,滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤為重要。
三、實驗原理:
1.簡述水面船舶模型阻力實驗相似準(zhǔn)則。
(1)船模與實船保持幾何相似。
(2)船模實驗的雷諾數(shù) 達到臨界雷諾數(shù)以上。
(3)船模與實船傅汝德數(shù)相等。
2.分別說出實驗中安裝激流絲和稱重工作的作用。 稱量船模重量和壓載重量,以達到按船模縮尺比要求的實船相應(yīng)的排水量。
3.船模阻力實驗結(jié)果換算方法有哪些? 常用的船模阻力實驗結(jié)構(gòu)換算方法有兩種,即二因次方法和三因次方法。二因次方法亦稱傅汝德方法;三因次方法為1978年ittc性能委員會推薦的換算方法。
4.簡述傅汝德假定的內(nèi)容,并寫出傅汝德?lián)Q算關(guān)系式。只與雷諾數(shù)有關(guān),另一個為粘壓阻力rf,rpv和興波阻力rw合并后的剩余阻力rr,只與傅汝德數(shù)有關(guān),且適用比較定律。 ②假定船體的摩擦阻力等于同速度、同長度、同濕面積的平板摩擦阻力。因此,可以用平板摩擦阻力公式計算船體的摩擦阻力,通常稱為相當(dāng)平板摩擦。
四、實驗內(nèi)容:
。ㄒ唬┨顚憣嶒炛饕O(shè)備表
(二)實驗步驟:
。ㄒ唬┐W枇嶒灉(zhǔn)備
(1)船模制作:船?s尺比依據(jù)水池的長度和航速決定的,船模線型要與實船保持幾何相似,表面必須光潔,滿足一定的加工精度。船模使用的材料通常是木模,木模不易變形,蠟?zāi)3杀镜汀?/p>
。2)安裝激流絲:用1mm金屬絲縛在船模的19站處使其在金屬絲以后的邊界層中產(chǎn)生紊流。
。3)畫水線:按首尾吃水、平均吃水畫水線。
(4)稱重工作:準(zhǔn)確稱量船模重量和壓載重量,以達到按船?s尺比要求的實船相應(yīng)的排水量。
(5)調(diào)整壓載的位置:使船模沒有橫傾,首尾吃水滿足規(guī)定要求。
。6)安裝導(dǎo)航裝置:使船模縱中剖面與前進方向一致,縱向和垂向運動不受勻速。
。7)拖點(浮心位置)
(8)最后將船模安裝在拖車上。
(二)船模阻力實驗數(shù)據(jù)測量:
。1)船模速度測量:
(a)根據(jù)實船設(shè)計航速,確定最高航速,通常比設(shè)計航速高2節(jié)。 (b)根據(jù)實船長度、速度范圍和模型尺度按fr數(shù)相等的原則,確定船模實驗速度范圍。(c)在不同航速下進行拖曳實驗。待拖車速度達到穩(wěn)定勻速時即可進行速 度和阻力記錄。拖車速度就是船模速度,速度是用數(shù)字編碼器(光柵盤)測量的。
(2)船模阻力測量:
。╝)阻力測量與速度記錄同時進行。船模阻力由專門的阻力儀測量。阻力儀有機械式和電測式兩類。
。╞)電測阻力儀輸出電壓信號,所以使用前要進行標(biāo)定,確定標(biāo)定系數(shù)。 阻力值=測得的電壓值*標(biāo)定系數(shù)。測量前要調(diào)零。
五、問題與思考:
1.船模阻力實驗結(jié)果換算方法之間的區(qū)別是什么? 答:常用的船模阻力實驗結(jié)構(gòu)換算方法有兩種,即二因次方法和三因次方法。 二因次方法亦稱傅汝德方法;三因此方法為1978年ittc性能委員會推薦的 換算方法。這兩種方法的區(qū)別在于對粘性阻力的處理原則不同。
2.實船摩擦阻力計算中,粗糙度補貼系數(shù)是根據(jù)什么選取的? 答:實船船體表面比較粗糙,故實船摩擦阻力為其中為粗糙度補貼系數(shù),按不同船長選取。
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