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船舶阻力课程--武汉理工大学

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本课程主要介绍船舶航行时所受的各种阻力的成因、特性、确定方法及减阻措施,船模与实船阻力换算方法,船型对阻力的影响;阻力近似估算等内容,并增加了船舶节能技术及应用,以及高性能船船型及水动力特点内容的介绍。

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授课目标

本课程的教学目标如下:介绍船舶航行时所受的各种阻力,包括阻力的成因,特性,确定方法,减阻措施;船模试验及实船阻力预估,船型对阻力的影响,为船型设计打下良好的基础。

1.要求掌握快速性的概念、阻力的划分及力学相似概念及几个条件相似定理。

2.要求掌握船体摩擦阻力的成因、特性、计算方法,减阻措施;粗糙度的影响。

3.要求掌握船行波的特性及计算方法;兴波干扰的预测及减阻措施。

4.要求掌握船模阻力试验的方法及付汝德换算方法。

5.要求掌握主要尺度(排水量、船长)、船型参数(Cp)及横截面积曲线的特征参数对阻力的影响的基本结论。

6.要求了解船舶节能技术领域的基本内涵及一般方法。

7.要求掌握艾尔法及海军系数法。

8.要求掌握浅水阻力的特点及计算方法。

9.了解高性能船的种类及水动力特点。


课程大纲


01 总论
学习目标:快速性的概念;船舶阻力研究的任务、方法及现状;船舶阻力的成因及分类;阻力相似律。重、难点:力学相似定律;傅汝德(Froude)相似定律;雷诺(Reynolds)相似定律。
课时
1.1 船舶阻力的成因及分类
1.2 阻力相似定律


02 粘性阻力
学习目标:边界层流动特点及摩擦阻力;曲度影响;粗糙度影响;摩擦阻力的计算及减阻方法;粘压阻力成因及特性;粘性阻力理论计算简介。重、难点:摩擦阻力及粘压的成因、特性、计算方法及减阻措施;粘性阻力理论计算方法简介。
课时
2.1 粘性阻力与边界层
2.2 摩擦阻力的成因与主要特性
2.3 减小摩擦阻力的方法
2.4 粘压阻力的成因及特性
2.5 确定粘性阻力的方法


03 兴波阻力

学习目标:船行波与Kelvin波系;首尾波系及其干扰;兴波阻力特性;波阻与船型关系及干扰预报;确定兴波阻力的方法;减少兴波阻力的方法;碎波阻力的概念;阻力分类的补充说明。重、难点:船体兴波阻力的成因、特性、计算方法及减阻措施;船行波及兴波阻力的特性;兴波干扰;兴波阻力理论计算方法简介。

课时

3.1 船行波的形成与Kelvin波系
3.2 船的首尾波系及其干扰
3.3 兴波阻力特性
3.4 确定兴波阻力的试验方法
3.5 确定兴波阻力的理论计算方法
3.6 减小兴波阻力的方法
3.7 破波阻力
3.8 阻力分类的补充说明


04 附体阻力
学习目标:附体阻力的特点及确定方法;汹涛阻力、失速及功率储备的概念
课时
附体阻力


05 船模阻力试验
学习目标:船模试验的设备及方法;傅汝德换算方法及三因次换算方法;比较不同船型时的阻力数据表达。重、难点:船模阻力试验与船模阻力换算(二因次、三因次);傅汝德换算法本质与存在问题的分析;比较不同船型时的阻力数据表达。
课时
5.1 船模阻力试验的目的、试验设备概述
5.2 船舶和实船的阻力换算——Froude换算法
5.3 船舶和实船的阻力换算——三因次换算法
5.4 几何相似船模组试验
5.5 船模阻力数据表达法


06 船型对阻力的影响
学习目标:船型变化及船型参数;主尺度的影响;主要船型系数的影响;横剖面面积曲线形状的影响;满载水线形状的影响;首尾端形状的影响。总结介绍船舶节能技术的应用、各种减阻方法以及特种减阻船型等。重、难点:船型对阻力的影响。
课时
6.1 船型对阻力的影响的基本概念
6.2 船体主尺度的影响
6.3 方形系数和中横剖面系数的影响
6.4 横剖面面积形状的影响
6.5 满载水线形状的影响
6.6 首尾端形状的影响


07 阻力的近似估算方法
学习目标:近似计算的概念及方法;艾尔法、海军系数法等。
课时

阻力近似计算方法


08 船在限制航道中的阻力
学习目标:浅水影响的特点;浅水阻力计算方法;浅窄航道对船舶阻力的影响。重、难点:浅水阻力的特性及计算方法。
课时
8.1 浅水对船舶流场及粘性阻力的影响
8.2 浅水对兴波及兴波阻力的影响
8.3 确定浅水阻力的方法


09 高速船的阻力特性
学习目标:航态和高速船的种类;高速排水型船的船型及其阻力性能;其他高速船船型及阻力特性,重点介绍单体、双体高速船,简单介绍三体船、水翼船、气垫船、小水线面双体船、地效应船及最新型高速船。重、难点:常规高速船的船型及其阻力性能;高速船的船型及其阻力性能。
课时
9.1 船舶航行中的航态和高速船的种类
9.2 单体高速排水型船的船型及阻力性能
9.3 高速双体船的船型及其阻力特性
9.4 其他特种高性能船型简介


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