大學(xué)流體力學(xué),哈工程版張亮,李云波習(xí)題參考答案

1、大連海洋大學(xué)船舶09-1班流體力學(xué)專用答哈工程張亮李云波P190第八章習(xí)題風(fēng)洞中潛艇模型試驗(yàn)潛艇近水面水平直線航8-1說明下屬模型試驗(yàn)應(yīng)考慮的相似準(zhǔn)數(shù)行時(shí)的阻力試驗(yàn)解：風(fēng)洞中潛艇模型試驗(yàn)阻力F,L,v)12則:一f(,v,L,L2.vL)f(Re)其相似準(zhǔn)數(shù)為Re潛艇近水面航行：F,L,v,g)3)f(Re,Fr2)f(Re,Fr)vLf(,v,L,一12.2vLvL2則相似準(zhǔn)數(shù)為Fr,Re8-2實(shí)船長(zhǎng)100m,在海中航速20kn,需要確立它的興波阻力和粘性阻力，試根據(jù)相似理論分別討論如何在風(fēng)洞中和在船模水池中進(jìn)行船模試驗(yàn)在風(fēng)洞中，Rw0,Rf(u,L,尸0,)Eu相等Pp2pupPmp2mm

2、umPpm122umf(Re,Eu)Re相等若在風(fēng)洞中保持粘性阻力相似：Rem風(fēng)洞中:vpLpmvpLppLmmVppPpRep,令Lmvm10vp2000.5144102.881,風(fēng)速接近102.88m/sRe相等，很難，但從此可在風(fēng)洞中對(duì)高速船舶以看到，風(fēng)洞對(duì)于低速要達(dá)到粘性相似：的粘性模擬，若保持船的粘性模擬可以。在水池中：粘性相似：RemRepvmLmvpLpvm興波相似：FrmFrpvm,gLmvpgLPvmmvpPLmvPLLPvP興波相似較易實(shí)現(xiàn)，而粘性相似因水中Vm很難達(dá)到,vp5.144,所以P水池船模實(shí)驗(yàn)則保持Fr相等，即興波特性相似8-3水雷懸掛于深水中，海水流速為6km

3、/h.若用比實(shí)物縮小3倍的模型在風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)以125.44N,則水雷的阻力位多測(cè)定其粘性阻力，則風(fēng)洞的風(fēng)速應(yīng)為多少？如模型的阻力為少？解：水雷在水下運(yùn)動(dòng)，不考慮水面興波影響，即風(fēng)洞試驗(yàn)確保Ret目等RemRep,vmCmCp,FpCppvPL2PFm12.2-mvmLm2702.98NvPL：125.44222321025.911.6721.22661.222取15c在空氣m1.455102/s、15c海水，P1.1889m10631.226kg/m一2/m/s、3,P1.67m/s,vmP1025.91kg/m3c-1.45510531.6761.188910661.22(m/s)模型的阻

4、力系數(shù)CmL,1Fm/(二mv22L2)mm)8-4實(shí)船的速度為37km/h,欲在水池測(cè)定它的興波阻力，問船模在水池中的拖曳速度應(yīng)為多11,，-少？設(shè)船模的比尺為實(shí)船的O如測(cè)得船模（興波）阻力為10.19N,則實(shí)船的（興波）阻30力為多少?解：實(shí)船船速vp37km/h10.28m/s,保持Fr相等,才能使船模和實(shí)船興波相似Fr實(shí)船和船模的興波阻力（假設(shè)水池中的密度與實(shí)Vmvpvp1.876m/sPp30系數(shù)相等，則實(shí)船的興波阻力為:船對(duì)應(yīng)的水密度相等）FwpCwppp2pvpLpCWm2I2pvpLpFwm2mvmL2m2.2vpLpFWm4LmVP一一2一Fwm30275.13KN8-5水翼

5、船以等速度u航行，已知水翼吃水深度為h,弦長(zhǎng)I,攻角系數(shù)。航行時(shí)翼面上出現(xiàn)空泡，大氣壓與水的汽化壓力之差為p,水的密度及粘性pv。試用因次分析法求水翼受力的相似準(zhǔn)數(shù)。解：Ff(u,h,l,g,p)Ff(u,L,_,h,g,p,=)其中令u,l,為特征物理量，為無因次量,h,g,p為相關(guān)因次量，用定理，無因次化:Ff(hg_上,2,1 ,2.2IUlU/I1、,2vI-v2 2Cf*7駕Iuluf(:Re1,Fr2,f(pRe,Fr,（空泡數(shù)）相等。答：水翼受力相似準(zhǔn)數(shù)：保證攻角相等，相等，Re和Fr,8-6設(shè)深水中螺旋槳推力下與槳的直徑D,流體密度，粘性系數(shù)，轉(zhuǎn)速n1）試用量綱理論給出它們之間

6、的函數(shù)關(guān)系以及相似準(zhǔn)則2）若在熱水池中做推力模型實(shí)驗(yàn)，模型和實(shí)測(cè)結(jié)果分別用下標(biāo)“m”，和“Dm_1m1石p一晨二2nmm1,且Up3m/s,npP400轉(zhuǎn)/分，試設(shè)計(jì)模型速度以及進(jìn)速有關(guān)。P”表示，如果Um及轉(zhuǎn)速3）若測(cè)得模型推力F=10N,求實(shí)型推力Fpp解：1)Ff(D,n,u,p°pv)Ff(D,n,u,poPv)F12c2vD2.1ff/(D/U),PoPvf(uD右)f(Re,J,)其中Re也（雷諾數(shù)）;2（進(jìn)速子數(shù)）nDPoPv12v2（空泡子數(shù)）2)RemRepumDmUpDpUmmUpDppDmDpDmUmUpp12d4.5m/spJpUmnmDmUmnpDpDmUpnpUmUp