船模性能實(shí)驗(yàn)

專業(yè).專業(yè).專注.學(xué)習(xí)參考..學(xué)習(xí)參考.《》習(xí)中心：層 專 業(yè)：學(xué) 號(hào)：學(xué) 生：試驗(yàn)報(bào)告一：船模阻力試驗(yàn)二、試驗(yàn)?zāi)康模褐饕獱幷摯Ｔ谒袆蛩僦本€運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的作用力及其航行狀態(tài)。其具體目標(biāo)包括：船型爭論通過船模阻力試驗(yàn)比較不同船型阻力性能的優(yōu)劣。確定設(shè)計(jì)船舶的阻力性能對(duì)具體設(shè)計(jì)的船舶，通過船模阻力試驗(yàn)，，供設(shè)計(jì)推動(dòng)器應(yīng)用。預(yù)報(bào)實(shí)船性能船模自航試驗(yàn)前，必需進(jìn)展船模阻力試驗(yàn)，為分析自航試驗(yàn)結(jié)果預(yù)報(bào)實(shí)船供給必要的數(shù)據(jù)。系列船模試驗(yàn)為供給各類船型的阻力圖譜，必需進(jìn)展系列船模的阻力試驗(yàn)。此外還有進(jìn)展幾何相像船模組試驗(yàn)，其目的在于爭論推動(dòng)方面的一些問題。爭論各種阻力成分試驗(yàn)為了爭論分類，確定某種阻力成分，必需進(jìn)展某些特地的試驗(yàn)。附體阻力試驗(yàn)?zāi)康脑谟谇蟮酶襟w的阻力值以及比較不同形式的附體對(duì)阻力的影響。流線試驗(yàn)在船模試驗(yàn)的同時(shí)，有時(shí)還要進(jìn)展船模流線試驗(yàn)，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。航行狀態(tài)的爭論在船模阻力試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量船模在高速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的縱傾及升沉等狀態(tài)，這對(duì)于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤為重要。三、試驗(yàn)原理：簡述水面船舶模型阻力試驗(yàn)相像準(zhǔn)則。船模與實(shí)船保持幾何相像；船模試驗(yàn)的雷諾數(shù)Re到達(dá)臨界雷諾數(shù)以上；船模與實(shí)船傅汝德數(shù)相等。分別說出試驗(yàn)中安裝激流絲和稱重工作的作用。安裝激流絲：用1mm19站處使其在金屬絲以后的邊界層中產(chǎn)生紊流。稱重工作：準(zhǔn)確稱量船模重量和壓載重量，以到達(dá)按船?？s尺比要求的實(shí)船相。船模阻力試驗(yàn)結(jié)果換算方法有哪些？常用的船模阻力試驗(yàn)構(gòu)造換算方法有兩種，即二因次方法和三因次方法。二因次方法亦稱傅汝德方法；1978ITTC性能委員會(huì)推舉的換算方法。簡述傅汝德假定的內(nèi)容，并寫出傅汝德?lián)Q算關(guān)系式。：①假定船體的總阻力可以分為獨(dú)立的兩局部，一為摩擦阻力

Rf，只與雷諾數(shù)有關(guān)，另一個(gè)為粘壓阻力且適用比較定律。

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)，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，力，通常稱為相當(dāng)平板摩擦R傅汝德?lián)Q算關(guān)系：ts

R (Rfs

R ) s3fmm四、試驗(yàn)內(nèi)容：〔一〕填寫試驗(yàn)主要設(shè)備表名稱 說明水池狹而長，配置有拖動(dòng)設(shè)備和測(cè)量儀器，以測(cè)得船模在不同速度下的阻力值。試驗(yàn)池的水承受淡水，船池尺度打算了船模大小和速度。拖曳水池拖車水面電測(cè)阻力儀

160m，7m，3.7m。拖車速度0~8m/s,速度精度±1mm/s。配有搖板式規(guī)章波造波機(jī)。拖車是在沿水池兩旁軌道上行駛的。拖車的用途是拖曳試驗(yàn)船模，并使船模保持肯定的方向和肯定的速度運(yùn)動(dòng)。其次在拖車上要安裝測(cè)量和記錄儀器。拖車的主要技術(shù)指標(biāo)是速度范圍和速度精度。水面電測(cè)阻力儀簡稱電測(cè)阻力儀，是用在水池試驗(yàn)中測(cè)量船模阻力。阻力儀通常是應(yīng)變式的傳感器。阻力儀要求性能穩(wěn)定，靈敏度高，具有良好的線性和重復(fù)性。依據(jù)試驗(yàn)要求選擇相應(yīng)的量程，可提高測(cè)量精度。〔二〕試驗(yàn)步驟：〔一〕船模阻力試驗(yàn)預(yù)備船模制作：，船模線型要與實(shí)船保持幾何相像，外表必需光滑，滿足肯定的加工精度。，木模不易變形，蠟?zāi)１惧X低。安裝激流絲：用1mm19站處使其在金屬絲以后的邊界層中產(chǎn)生紊流。畫水線：按首尾吃水、平均吃水畫水線。稱重工作：準(zhǔn)確稱量船模重量和壓載重量，以到達(dá)按船模縮尺比要求的實(shí)船相應(yīng)的排水量。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。：使船模縱中剖面與前進(jìn)方向全都，縱向和垂向運(yùn)動(dòng)不受勻速。拖點(diǎn)〔浮心位置〕最終將船模安裝在拖車上?！捕炒Ｗ枇υ囼?yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量船模速度測(cè)量：依據(jù)實(shí)船設(shè)計(jì)航速，確定最高航速，通常比設(shè)計(jì)航速高2節(jié)。依據(jù)實(shí)船長度、Fr數(shù)相等的原則，確定船模試驗(yàn)速度范圍。在不同航速下進(jìn)展拖曳試驗(yàn)。待拖車速度到達(dá)穩(wěn)定勻速時(shí)即可進(jìn)展速度和阻。拖車速度就是船模速度，速度是用數(shù)字編碼器〔光柵盤〕測(cè)量的。船模阻力測(cè)量：阻力測(cè)量與速度記錄同時(shí)進(jìn)展。船模阻力由特地的阻力儀測(cè)量。阻力儀有機(jī)械式和電測(cè)式兩類。電測(cè)阻力儀輸出電壓信號(hào)，所以使用前要進(jìn)展標(biāo)定，確定標(biāo)定系數(shù)。=測(cè)得的電壓值*標(biāo)定系數(shù)。測(cè)量前要調(diào)零。五、問題與思考：船模阻力試驗(yàn)結(jié)果換算方法之間的區(qū)分是什么？答：常用的船模阻力試驗(yàn)構(gòu)造換算方法有兩種，即二因次方法和三因次方法。這兩種方法的區(qū)分在于對(duì)粘性阻力的處理原則不同。實(shí)船摩擦阻力計(jì)算中，粗糙度補(bǔ)貼系數(shù)是依據(jù)什么選取的？答：實(shí)船船體外表比較粗糙，故實(shí)船摩擦阻力為其中為粗糙度補(bǔ)貼系數(shù)，按不同船長選取。試驗(yàn)報(bào)告二一、試驗(yàn)名稱：螺旋槳敞水試驗(yàn)二、試驗(yàn)?zāi)康模?，通常包括槳的推力系?shù)、扭矩系數(shù)和敞水效率。三、試驗(yàn)原理：什么叫螺旋槳敞水試驗(yàn)？螺旋槳敞水試驗(yàn)可以在哪里進(jìn)展？螺旋槳模型單獨(dú)地在均勻水流中的試驗(yàn)稱為敞水試驗(yàn)，試驗(yàn)可以在船模試驗(yàn)池、循環(huán)水槽或空泡水筒中進(jìn)展。簡述螺旋槳模型敞水試驗(yàn)必需滿足的條件。從理論上講，螺旋槳模型試驗(yàn)必需滿足全相像條件、扭矩系數(shù)和敞水效率與實(shí)槳的相等。實(shí)際上，模型試驗(yàn)時(shí)無法滿足全相像條件。螺旋槳模型敞水試驗(yàn)必需滿足以下條件：幾何相像；螺旋槳模型有足夠的浸深〔傅汝德數(shù)可不考慮〕；試驗(yàn)時(shí)雷諾數(shù)應(yīng)大于臨界雷諾數(shù)，Re進(jìn)速系數(shù)相等。

=3.0*105(Re

nD2 )寫出螺旋槳進(jìn)速系數(shù)的公式，及公式中各符號(hào)代表的含義。進(jìn)速系數(shù) Jp

VanDaV：拖車速度 n：槳轉(zhuǎn)速 D：螺旋槳直徑a簡述螺旋槳敞水性征曲線的概念及其意義。KT，KQ及敞水系數(shù)0J的曲線稱為螺旋槳的性征曲線。我們爭論的是孤立螺旋槳的性能，所以稱為螺旋槳敞水性征曲線。它表示了螺旋槳在任意工作狀況下的全面性能。四、試驗(yàn)內(nèi)容：〔一〕填寫試驗(yàn)主要設(shè)備表名稱名稱說明敞水動(dòng)力儀是敞水試驗(yàn)的專用設(shè)備。它包括自航動(dòng)力儀、光柵編碼器敞水動(dòng)力儀〔H29-1〕〔測(cè)速發(fā)電機(jī)〕、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。敞水動(dòng)力儀功能是測(cè)量安裝在軸上的槳模的轉(zhuǎn)速、推力和扭矩?！捕吃囼?yàn)步驟：敞水試驗(yàn)預(yù)備槳模制作：敞水槳模直徑為0.2-0.3m，通常用巴氏合金、銅合金、不銹鋼或0.05mm；將敞水動(dòng)力儀固定在水池拖車上，預(yù)先應(yīng)進(jìn)展校驗(yàn)和標(biāo)定；將槳模安裝在敞水動(dòng)力儀上，葉背向前，浸沒深度大于槳徑。敞水試驗(yàn)程序零航速敞水試驗(yàn)，按預(yù)定轉(zhuǎn)速開動(dòng)敞水動(dòng)力儀，測(cè)TQt t按預(yù)定轉(zhuǎn)速開動(dòng)敞水動(dòng)力儀，同時(shí)開動(dòng)拖車，使螺旋槳進(jìn)速系數(shù)到達(dá)預(yù)定值。當(dāng)拖車速度穩(wěn)定時(shí)，記錄拖車速度Va

，槳轉(zhuǎn)速n，推力Tt

，扭矩Qt

，完成一。，，留意各次之間應(yīng)有足夠的等水時(shí)間。用尺寸、重量相近的假轂代替槳模，重復(fù)上述試驗(yàn)，測(cè)得敞水動(dòng)力儀自身的推力Ts

，扭矩Qs

，用以進(jìn)展修正。扭矩修正值，測(cè)的Qs

是尾軸摩擦損失，與轉(zhuǎn)速有關(guān)。螺旋槳吸取的凈扭矩QQQt s推力修正值。，抵消了一局部槳葉發(fā)出的推力，其大小與槳前進(jìn)速度有關(guān)。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：

TTTt s螺旋槳敞水試驗(yàn)中測(cè)得推力T=62.2N扭矩Q=24.4N·m水的密度=1.0103kg/m3螺旋槳的轉(zhuǎn)速n=14r/s,螺旋槳直徑D=0.202m拖車速度V=2.08m/s。試求出推力系數(shù)、扭矩系數(shù)、敞水效率、進(jìn)速系數(shù)。a解：由公式：推力系數(shù) KT

T 得：K=0.191Tn2D4T扭矩系數(shù) K Q

Q 得：K=0.370Qn2D5QJp K 得：

=0.0308敞水效率

02KTQV

0J=0.736進(jìn)速系數(shù) Jp

a 得pnD試驗(yàn)報(bào)告三：船模搖蕩試驗(yàn)二、試驗(yàn)?zāi)康模孩俅_定待設(shè)計(jì)或已建筑船舶的耐波性,推斷是否滿足使用要求。②查找，評(píng)價(jià)減搖措施，或者優(yōu)良船型。③測(cè)定水動(dòng)力系數(shù)，供理論計(jì)算及機(jī)理爭論。④測(cè)定其載荷加速度，供構(gòu)造和強(qiáng)度使用，砰擊還與振動(dòng)有關(guān)，某些設(shè)備〔如電子偵查設(shè)備，水面放射武器等〕要求。三、試驗(yàn)原理：簡述耐波性主要爭論的內(nèi)容，并描述什么樣的船耐波性比較好？船舶搖蕩是耐波性的主要內(nèi)容，耐波性能所涉及的其它內(nèi)容主要是由船舶搖蕩引起的。。依據(jù)船舶搖蕩試驗(yàn)可以定量地計(jì)算出像砰擊、上浪、飛車等性能。一般來說，船舶搖蕩較緩和，則耐波性也好。簡述船舶搖蕩試驗(yàn)的相像準(zhǔn)則。模型試驗(yàn)相像準(zhǔn)則：與快速性類似，要求符合船模與實(shí)船保持幾何相像、運(yùn)動(dòng)相像和動(dòng)力相像。而動(dòng)力相像應(yīng)包括：雷諾數(shù)超過臨界雷諾數(shù)；傅汝德數(shù)相等；斯特魯哈爾數(shù)相等簡述船舶的十二種運(yùn)動(dòng)形式的名稱，并指出哪些屬于往復(fù)運(yùn)動(dòng)。十二種運(yùn)動(dòng)形式的名稱：橫傾、縱傾、回轉(zhuǎn)、橫搖、縱搖、首搖、前進(jìn)或后退、橫漂、上浮或下沉、縱蕩、橫蕩、垂蕩；其中屬于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的有：橫搖、縱搖、首搖。對(duì)造波機(jī)造的波浪的要求都有哪些？波浪頻率應(yīng)當(dāng)掩蓋船模的諧搖頻率，越寬越好。在規(guī)章波上試驗(yàn)波長范圍L -2.0L 2h1/50，2h與波長之比應(yīng)少于或等PP PP。四、試驗(yàn)內(nèi)容：〔一〕填寫試驗(yàn)主要設(shè)備表名稱 說明試驗(yàn)水池造波機(jī)

船模耐波性試驗(yàn)在常規(guī)的拖曳水池中實(shí)現(xiàn)，只需配備造波設(shè)備、消波設(shè)備和必要的運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量儀即可。但是在拖曳水池中只能進(jìn)展迎浪或順浪兩種航向的船模耐波性試驗(yàn)以及橫浪無航速的橫搖試驗(yàn)，局限性較大。耐波性水池：耐波性試驗(yàn)水池中主要設(shè)備是拖車和造波裝置。為了實(shí)現(xiàn)各種斜浪條件下的耐波性試驗(yàn)，船模應(yīng)當(dāng)能夠在水池中做相對(duì)于波浪的斜向運(yùn)動(dòng)。安裝在水池的兩邊，一邊是水池終端邊，另一邊是水池的側(cè)邊。另外兩邊安裝消波岸，以消退反射波的干擾影響。造波機(jī)是耐波性水池的關(guān)鍵設(shè)備，目前各國承受的造波機(jī)的構(gòu)造形式有沖箱式、搖板式和空氣式幾種，其傳動(dòng)系統(tǒng)有電動(dòng)伺服系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)和機(jī)械可調(diào)振幅系統(tǒng)造風(fēng)機(jī)消波器適航儀

〔1〕一種是固定的消波器，通常設(shè)置在造波機(jī)對(duì)面。其作用是消退造波機(jī)傳過來的波浪，避開波浪反射回去?！?〕另一種是可動(dòng)的邊消波器，通常設(shè)置在水池一側(cè)或兩側(cè)。其作用是消退船行波，削減等水時(shí)間。在進(jìn)展波浪試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)將邊消波器提到適當(dāng)高度，以免對(duì)波浪形成干擾。六自由度適航儀。用這種儀器可同時(shí)記錄下船模的橫搖、縱搖、搖首、垂蕩、縱蕩和橫蕩6種耦合運(yùn)動(dòng)。假設(shè)只需測(cè)量船模在迎浪、隨浪或陀螺儀浪高儀慣性矩校驗(yàn)臺(tái)〔二〕試驗(yàn)步驟：

橫浪時(shí)的運(yùn)動(dòng)，可承受構(gòu)造比較簡潔的三自由度適航儀。陀螺儀在船舶性能試驗(yàn)中廣泛應(yīng)用于測(cè)量航向角、橫傾角、縱傾角。垂直陀螺只能測(cè)量橫傾角與縱傾角兩自由度。浪高儀是用來測(cè)量水池中波浪的儀器。慣性矩校驗(yàn)臺(tái)〔架〕是用于船模重心位置和質(zhì)量慣性矩的調(diào)試。船模預(yù)備：除滿足幾何相像外，船模本體應(yīng)當(dāng)較輕，易于調(diào)整慣量；調(diào)整重心高度，調(diào)整縱向慣性矩，在水中測(cè)橫向搖擺周期。船模上安裝陀螺、加速度計(jì)等儀器均應(yīng)固定在適當(dāng)位置。船模兩端在重心高度位置系上兩根細(xì)繩；造波機(jī)預(yù)備：調(diào)整造波參數(shù)使之滿足本次試驗(yàn)要求；零速橫搖試驗(yàn)時(shí)用船模兩端細(xì)繩將模型固定在水池適當(dāng)位置，留意模型必需在浪高儀前方；，留意導(dǎo)向裝置對(duì)船模在縱向運(yùn)動(dòng)不會(huì)形成約束；啟動(dòng)造波機(jī)制造波浪，當(dāng)船模搖蕩進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)記錄數(shù)據(jù)。五、問題與思考：船模慣性矩計(jì)算中，縱向慣性半徑和橫向慣性半徑怎么選??？答：0.25L 作為船舶的縱向慣性半徑，0.35B 作為船舶的橫向慣性半徑,pp s為什么要進(jìn)展船模慣性調(diào)整？答：模型慣性調(diào)整是耐波性試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。即依據(jù)模型試驗(yàn)相像性原則，將模型的重心位置、縱橫向慣性矩調(diào)整到設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)報(bào)告四：船模自航試驗(yàn)二、試驗(yàn)?zāi)康模捍翱焖傩灾饕c主機(jī)、船體和推動(dòng)器的單獨(dú)性能以及它們的協(xié)作是否得當(dāng)有關(guān)。阻力和螺旋槳敞水試驗(yàn)用來獲得船體和螺旋槳的各自性能，而自航試驗(yàn)有以下主要目的：①分析各項(xiàng)效率及船尾伴流對(duì)螺旋槳效率的影響和螺旋槳工作時(shí)對(duì)船舶阻力的影響，為螺旋槳設(shè)計(jì)供給資料；②預(yù)報(bào)實(shí)船性能。即通過試驗(yàn)給出主機(jī)功率、轉(zhuǎn)速和船速之間的關(guān)系，得出實(shí)船航速預(yù)報(bào)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的船舶是否滿足任務(wù)書中要求的航速；③推斷螺旋槳、主機(jī)、船體之間的協(xié)作是否良好。三、試驗(yàn)原理：簡述船模自航試驗(yàn)的相像定律。槳模的雷諾數(shù)超過臨界雷諾數(shù)，傅汝德數(shù)相等，螺旋槳局部應(yīng)滿足進(jìn)速系數(shù)相等船模自航方法都有哪些？簡述其中一種方法。船模自航方法都強(qiáng)迫自航法和純粹自航法強(qiáng)迫自航法簡述：是在某一船模速度V下，在船模運(yùn)動(dòng)方向上施加一系列的強(qiáng)制力mDZ，其中應(yīng)包括F 在內(nèi)，船模在強(qiáng)制力和推力的共同作用下到達(dá)力的平衡，即在航D速為Vm

的狀況下，螺旋槳發(fā)出的推力應(yīng)滿足以下條件：T(1tm

ZR 。tm簡述推動(dòng)效率的各種成分。船模推動(dòng)效率Dm

VRmm2nQmmm m船模自航速度、實(shí)船速度、自航前的阻力、摩擦阻力修正、槳模轉(zhuǎn)速、槳模推力、槳模扭矩、槳模推力抑制阻力簡述自航試驗(yàn)中的推力減額的概念。螺旋槳發(fā)出的推力一局部用來抑制船的阻力R〔不帶螺旋槳時(shí)的阻力〕，而另一局部則為抑制阻力增額R,習(xí)慣上將R稱為推力減額。)四、試驗(yàn)內(nèi)容：〔一〕填寫試驗(yàn)主要設(shè)備表名稱電機(jī)等傳動(dòng)裝置(可調(diào)電機(jī)轉(zhuǎn)速)電測(cè)阻力儀

說明是完成船模水池性能試驗(yàn)工屬具。配有精度較高的車速掌握系統(tǒng)，保證船模運(yùn)動(dòng)速度和試驗(yàn)結(jié)果的精度。阻力儀要求性能穩(wěn)定，靈敏度高。具有良好的線性和重復(fù)性。依據(jù)試驗(yàn)要求選擇相應(yīng)的量程，可提高測(cè)量精度。自航動(dòng)力儀 自航動(dòng)力儀是自航試驗(yàn)的專用設(shè)備。水池狹而長，配置有拖動(dòng)設(shè)備和測(cè)量儀器，以測(cè)得船模在不同速水池 度下的阻力值