船舶原理公式

1、船 舶 原 理 公 式 匯 總船型系數(shù)：水線面系數(shù) C =A /LB中橫剖面系數(shù) C =A /Bd方形系數(shù)C 排水WPWMMB體積/LBd菱形系數(shù) C 排水體積/A 排水體積/C BdL=C /CM垂向菱形系數(shù) C =排水體積符號(hào)PMMBVP排水體積A 排水體積/C LBd=C /CWWPBWP尺度比：長(zhǎng)寬比 ：與船的快速性有關(guān)船寬吃水比 B/d:與船的穩(wěn)性、快速性和航向穩(wěn)定性有關(guān)型深吃水比 D/d：與船的穩(wěn)性、抗沉性、船體的堅(jiān)固性以及船體的容積有關(guān)船長(zhǎng)吃水比 ：與船的回轉(zhuǎn)性有關(guān)，比值越小，船越短小，回轉(zhuǎn)越靈活bbn梯形法：A=A=l=l( yi -(y +y )/2)注 (y +y )/2

2、為首尾030na0i0修正項(xiàng)辛氏法：一法，A=1/3l(y +4y +y ) 二法，A=3l/8(y +3y +3y +y )1231234其中 A =2L L/2l/2計(jì)算漂心 X =M /A =/FoyWWL/2l/2M =2( )所以 X= / L 2Loyf 計(jì)算橫剖面面積型心的垂向坐標(biāo) Z =M /A =/其中橫剖面面積ddaoys00As=2Moy=2又可以表達(dá)為 As=2d (注意首位修dd00正)Moy=2( )所以可以表達(dá)為 za=d / l 2浮心的計(jì)算 dM =x A ddM =zA dx 為 A 的漂心縱向坐標(biāo)yozFw zxoyw zFwd排水體積對(duì)中站面 yoz的靜

3、距M =yoz0dd浮心縱向坐標(biāo) x =M /=/Byoz00d同理可以得排水體積對(duì)基平面 xoy的靜距和浮心垂向坐標(biāo) Mxoy=0=/dd00同理根據(jù)橫剖面計(jì)算排水體積和浮心位置dM =x A d dM =z A dyozFs xxoyas xl/2l/2l/2l/2l/2l/2l/2l/2l/2浮心縱向坐標(biāo) Myoz=浮心垂向坐標(biāo) Myoz=X =Myoz/=/Bl/2z =/Bl/2l/2復(fù)原力矩 M =R=I /=I /TLF初穩(wěn)性公式和穩(wěn)性高忽略復(fù)原力矩 M = = RM = 可以得到 M = =LRR重點(diǎn)：靜穩(wěn)性曲線的特征M = M = =L所以 M =LL= RRR說明：船舶在正

4、浮的平衡位置，靜穩(wěn)性臂 L 對(duì)橫傾角的導(dǎo)數(shù)等于初穩(wěn)性高度GM故，對(duì)于靜穩(wěn)性曲線來(lái)說，其遠(yuǎn)點(diǎn)的切線的斜率等于初穩(wěn)性高度船舶阻力總阻力興波阻力摩擦阻力粘壓阻力（漩渦阻力）R=R +R+R估算阻力的近似方法twfpv海軍系數(shù)：對(duì)于船型近似，尺度和航速相同的船舶，他們的阻力 Rt 和排水量及航速都有以下的關(guān)系，R V2/32t有效功率 PE 和排水量已及航速 V的關(guān)系P V2/33E又可以表示為C = V /P2/33eECe為海軍系數(shù)為排水量V為航速 Kn艾亞法：?jiǎn)螛珻 =1.08-1.68FrBC雙槳船C =1.09-1.68FrBC艾亞法給出的對(duì)應(yīng)于上述標(biāo)準(zhǔn)的有效功率 PEPE= V /C *

5、0.735(KW)V 為靜水中航行的速度0.64 3S0SC0 系數(shù)可以根據(jù)長(zhǎng)度排水量系數(shù) L/ 和速長(zhǎng)比V/ L 這里的 LS 垂線間長(zhǎng)1/3雷諾定律 C=R/1/2v s=f(R ) 摩擦阻力 R2ffef雷諾數(shù) R =L /V 為水運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù) V為速度e傅汝德數(shù) F=V/ f傅汝德數(shù)的比較定律V / =V / 所以得出 V =V Ls/Lm = Vsmsmm 1/2為模型船與實(shí)船的縮尺比相似定律：流體興波阻力是傅汝德數(shù)的函數(shù)，因此總阻力必定是粘性阻力和興波阻力的和，也就是雷諾數(shù)與傅汝德數(shù)的函數(shù)（不做要求）Ct=Rt/1/2v s=f(Re,Fr)2傅汝德假定，1 假定船體總阻力可以分為

6、獨(dú)立的兩部分，一是摩擦阻力，二是粘壓阻力和興波阻力，合并后為剩余阻力。其中摩擦阻力 Rf 只與雷諾數(shù)有關(guān)，而剩余阻力 Rr 只與傅汝德數(shù)有關(guān)且適用于比較定律 2，假定船體的摩擦阻力等于同速度同長(zhǎng)度同是面積的平板摩擦阻力，通常用相當(dāng)平板假定。光滑平板摩擦阻力公式 C=R/1/2v s C 是摩擦阻力系數(shù) Rf 是摩擦阻2fff力還有經(jīng)驗(yàn)公式（1）C=0.455/(lgR )船模轉(zhuǎn)換公式 Cf=0.075/(lgRe-2)22.58fe螺旋槳的工作原理升力系數(shù)C =L/1/2v s阻力系數(shù) C =D/1/2v s22LDV為流體速度進(jìn)速系數(shù)和滑脫比S 為機(jī)翼平面面積L為機(jī)翼升力D為機(jī)翼阻力滑脫和螺

7、距的比為滑脫比進(jìn)速系數(shù) J=h /D=V /nDS=1-h /PPV 為螺旋槳進(jìn)速，m/s n 為螺旋槳的轉(zhuǎn)速PAA伴流分?jǐn)?shù)V =(1-w)V重點(diǎn)：功率w=u/V=1-V /V如果知道伴流分?jǐn)?shù)那么進(jìn)速可以表達(dá)為Aw 為伴流分?jǐn)?shù)A主機(jī)功率 PS螺旋槳的受到功率 PDB螺旋槳在船后必須克服的轉(zhuǎn)矩 Q ,才能以轉(zhuǎn)速 n 轉(zhuǎn)動(dòng)，因此 P B=2 nQBDB螺旋槳敞水轉(zhuǎn)矩 Q ,敞水受到功率 P =2 nQ0DB0螺旋槳的推功率 PTP =TVAT船的有效功率 P =RVV 為船的航速EP -( )-P -( )-P -(0)-P -( )-P 轉(zhuǎn)換的效率SRHSDBD0TE效率船后螺旋槳的效率 =P /