漁具力學(xué)基礎(chǔ)試卷庫(kù)2

試題1一、填空題（24分，每空1分，第3題每空2分，第5題4分）1、一個(gè)物體所承受的水阻力的大小取決于物體周圍的 和 的強(qiáng)度，以及液體的 等性質(zhì)。2、 網(wǎng)板的水阻力與 、 、 、 、 和 、 等有關(guān)。3、漁具水阻力的一般計(jì)算公式表達(dá)式是 （與水流相對(duì)速度v，流體密度p，特性面積S，阻力系數(shù)C）。網(wǎng)板誘導(dǎo)阻力系數(shù)C和升力系數(shù)C與展弦比久的關(guān)系式xxy是 。4、柔索所受的載荷如是沿索長(zhǎng)均勻分布的，則按 法計(jì)算分析，如是沿弦長(zhǎng)均勻分布的，則按 法計(jì)算分析。5、平面網(wǎng)片與水流方向成a角時(shí)水阻力的計(jì)算公式是 （與水流相對(duì)速度v,流體密度p,網(wǎng)片實(shí)際使用面積S,網(wǎng)目大小的一半a,網(wǎng)線直徑d阻力系數(shù)C。）。6、漁具模型試驗(yàn)的相似原理應(yīng)包括 、 、 、 等。二、 簡(jiǎn)答題（25分）1、 作用在漁具構(gòu)件上的水動(dòng)力通常如何分類？分別說明其形成的原因？（15分）2、 綱索是柔性線，請(qǐng)問柔性線的定義？有什么特點(diǎn)？（10分）三、 推導(dǎo)題（16分）已知漁具水動(dòng)摩擦阻力與下列因素有關(guān)：漁具的線尺度L與水流相對(duì)速度v,流體密度p,流體粘性系數(shù)U，重力加速度g;使用因次分析法，推導(dǎo)漁具水動(dòng)摩擦阻力的關(guān)系式。四、 論述題（15分）試論述田內(nèi)漁具模型水槽試驗(yàn)的相似準(zhǔn)則：田內(nèi)假設(shè)，速度比、網(wǎng)片張力比和綱索張力比的內(nèi)容（假設(shè)實(shí)物和模型的材料是相同的、實(shí)驗(yàn)水槽的流體是海水）。五、 計(jì)算題（20分）1、 某刺網(wǎng)長(zhǎng)200m,高12m,目大30cm，網(wǎng)線直徑1mm,水平縮結(jié)系數(shù)為0.707，流速為0.8m/s。請(qǐng)用田內(nèi)的網(wǎng)片阻力公式計(jì)算該網(wǎng)橫流時(shí)的阻力。（8分）2、 已知浮筒在最大流速4kn時(shí)水阻力為10000N,浮力12000N浮于水面，浮筒索長(zhǎng)30m,你=0.04,kN=1.1,水中重量為p=20N/m，直徑d=22mm。試用分段法（5段）求浮筒索下端的張力。（12分）

參考答案一、填空題（24分，每空1分，第3題每空2分，第5題4分）1、 一個(gè)物體所承受的水阻力的大小取決于物體周圍的漩渦和波浪的強(qiáng)度（其中寫水流速度也可給一半分），以及液體的粘性等性質(zhì)。C2C=一

x兀九2、 網(wǎng)板的水阻力與機(jī)翼平面形狀、展弦比、翼形的厚度、拱度、受流面積C2C=一

x兀九3、R二12CPSV2、x；6、漁具模型試驗(yàn)的相似原理應(yīng)包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似6、漁具模型試驗(yàn)的相似原理應(yīng)包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似、流體動(dòng)力相似等二、簡(jiǎn)答題（25分）1、作用在漁具構(gòu)件上的水動(dòng)力通常如何分類？分別說明其形成的原因？［答］、漁具所承受的水阻力R由三部分組成，即由水動(dòng)力而形成的動(dòng)水阻力R和水摩擦阻力xdR。其中動(dòng)水阻力又主要由壓差阻力R和波浪阻力R組成。fpwR=R+R=（R+R）+Rxdfpwf這幾種阻力有時(shí)獨(dú)立存在，有時(shí)幾種并存。漁具在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，主要遇到水摩擦阻力和壓差阻力。如在水面運(yùn)動(dòng)時(shí)，則還遇到興波阻力。 摩擦阻力：由于水的粘性作用，與運(yùn)動(dòng)物體緊密接觸的邊界層內(nèi)的水體也獲得一定的速度。緊貼物體表面的水質(zhì)點(diǎn)相對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)速度為零，而隨與物體的距離增加，水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到來流與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度值，因此，在邊界層內(nèi)的水流具有速度。水層之間互相摩擦，消耗了物體前進(jìn)的能量，造成了摩擦阻力。（摩擦阻力的形成原因也可以看成:當(dāng)流體流經(jīng)一物體時(shí)，由于流體的粘滯性在物體表面產(chǎn)生切向應(yīng)力，這些切向應(yīng)力的合力在來流方向上的分量就是摩擦阻力。） 形狀阻力：當(dāng)流體流經(jīng)一物體時(shí)，如果該物體的外形不是很好的流線型，或者由于沖角的關(guān)系，以及流體的粘滯性的影響，往往會(huì)在被繞流物體的尾部產(chǎn)生旋渦。由于旋渦的存在，使物體尾部的壓強(qiáng)和沒有旋渦時(shí)的壓強(qiáng)有很大差別。因而沿物體外形的壓強(qiáng)合力不等于零，產(chǎn)生正面的作用力。這種因繞流時(shí)存在旋渦而造成作用在物體壁上的法向動(dòng)壓強(qiáng)的合4、柔索所受的載荷如是沿索長(zhǎng)均勻分布的，則按懸鏈線法計(jì)算分析,如是沿弦長(zhǎng)均勻分布的,則按拋物線法計(jì)算分析。1d )R=18+20——0.01aSv2。a1a丿5、力不等于零，在運(yùn)動(dòng)方向上的分量稱為旋渦阻力。因?yàn)樗c壓力差有關(guān)，故又叫壓差阻力。同理，因?yàn)樗c物體形狀密切相關(guān)，一般稱形狀阻力。（從能量角度來看，形狀阻力的形成是由于界層內(nèi)水質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能因克服粘滯性而被消耗，以至物體后面的壓強(qiáng)達(dá)不到勢(shì)流中應(yīng)有的大小，使物體表面壓力分布發(fā)生變化而引起的物體的前后壓力差。）（3）興波阻力：物體在水面運(yùn)動(dòng)時(shí)，擾動(dòng)了水面，在物體后方留下了一個(gè)擾動(dòng)區(qū)，產(chǎn)生波浪。物體興起波浪需要能量，能量還隨波浪向外傳遞。這些能量來自物體本身，相當(dāng)于物體受到了阻力，即興波阻力。（也可從壓力差的角度理解：由于波浪是因水質(zhì)點(diǎn)在重力和慣性力的作用下引起的，波浪形成后使物體周圍的壓力分布有所變化，在物體運(yùn)動(dòng)方向的投影即壓力差，即興波阻力。（注：以上劃線部分也為答案）2、綱索是柔性線，請(qǐng)問柔性線的定義？有什么特點(diǎn)？［答］、柔性線是指只能承受張力的絕對(duì)柔軟的線，即只有抗拉性，無抗壓、抗彎、抗扭、抗剪等性能。其特點(diǎn)：（1） 只有當(dāng)柔索所承受的載荷穩(wěn)定不變時(shí)，才有確定的形狀，沒有承受外力的柔索沒有確定的形狀。（2） 當(dāng)載荷大小或分布改變時(shí)，柔索形狀隨之變化；（3） 如果柔索的形狀發(fā)生改變，則會(huì)引起載荷改變，從而會(huì)進(jìn)一步使柔索形狀改變，直到穩(wěn)定。三、推導(dǎo)題（16分）已知漁具水動(dòng)摩擦阻力與下列因素有關(guān)：漁具的線尺度L與水流相對(duì)速度V流體密度p，流體粘性系數(shù)"，重力加速度g;使用因次分析法，推導(dǎo)漁具水動(dòng)摩擦阻力的關(guān)系式。［解］、（公式推導(dǎo)，思路：應(yīng)用因次和諧原理）根據(jù)漁具在水中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可知，水動(dòng)摩擦阻力主要與線尺度L（因次為L(zhǎng)）、與水流相對(duì)速度V（因次為L(zhǎng)/T），流體密度p（因次為MIL），流體粘性系數(shù)“（因次為M/LT）有關(guān)，而漁具水動(dòng)磨擦阻力因次為ML/T2,因此有：R=f（pLV^=EKpaLbVc^d，上式中a,b,c,d,K為無因次常數(shù)。MLMalL]bL—L—cMdT2-L3_T__LT_根據(jù)因次和諧原理得：上式左邊與右邊每一單位均相等：{[M]:1—a+d[L]:1=-3a+b+c-d[T]:-2=-c-d以上聯(lián)立方程組中，只能解出a，b，c為d的函數(shù)。{a=l-db=2-dc=2-d把以上結(jié)果代入原式：R=^Kp1-dL2-dV2-dwd=〈KpL^BLV/d-1式中設(shè)Re=pLV/尸LV/(卩/p)=LV/v，則寫成R=-CpSVx2x式中C=2^K[Re]-dX四、論述題：試論述田內(nèi)漁具模型水槽試驗(yàn)的相似準(zhǔn)則：田內(nèi)假設(shè)，速度比、網(wǎng)片張力比和綱索張力比的內(nèi)容(假設(shè)實(shí)物和模型的材料是相同的、實(shí)驗(yàn)水槽的流體是海水)。(15分)[答]田內(nèi)假設(shè)：.漁具在工作狀態(tài)時(shí)網(wǎng)線伸長(zhǎng)度不予以考慮；.漁具是充分柔軟的；.漁具在工作時(shí)網(wǎng)片的形狀變化極慢，以至于在外力的作用下的網(wǎng)片每一微元，都可以看作處于平衡狀態(tài)。在實(shí)物和模型兩個(gè)比較系統(tǒng)中，當(dāng)流體介質(zhì)和網(wǎng)線材料相同時(shí)，有以下內(nèi)容(物理下標(biāo)為“1”的代表實(shí)物，下標(biāo)為“2”的代表模型)：模型網(wǎng)和實(shí)物網(wǎng)的尺度比換算公式：大尺度比2T/2，小尺度比A^=d1/d2=a1/a2模型網(wǎng)各部分邊緣網(wǎng)目數(shù)的比換算公式：“2=2/2禹⑶模型網(wǎng)和實(shí)物網(wǎng)的速度換算公式：Vv=d' I~1~ F1(4)綱索直徑換算公式：：2 :占，張力之比：F2=1d' \Kk F 入2九11⑸網(wǎng)片張力(網(wǎng)線張力)之比：殳=十51(6)網(wǎng)線材料、直徑換算：y2=』只&1-1)+1或一致，d2=d]丄21 k'

（7）時(shí)間換算：t=t入1⑻網(wǎng)板阻力換算：壬=嚴(yán)其中的t“）每一個(gè)物理量要說明。五、計(jì)算題（20分）1、某刺網(wǎng)長(zhǎng)200m,高12m,目大30cm，網(wǎng)線直徑1mm,水平縮結(jié)系數(shù)為0.707，流速為0.8m/s。請(qǐng)用田內(nèi)的網(wǎng)片阻力公式計(jì)算該網(wǎng)橫流時(shí)的阻力。（8分）解：因?yàn)镋n=Et=0.707，刺網(wǎng)是以網(wǎng)片形式作業(yè)的，按田內(nèi)網(wǎng)片阻力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式d1（En=Et=0.707）:R90=1800SV2=1800一4200*0.82*0.7072==1.61*104（N）NT 90 a 1502、已知浮筒在最大流速4kn時(shí)水阻力為10000N，浮力12000N浮于水面，浮筒索長(zhǎng)30m,k=0.04，kN=1.1，水中重量為p=20N/m，直徑d=22mm。試用分段法（5段）求浮筒索下端的張力。（12分）解：分段解法（5段）：每段ds=6m，每段ds=6m，R=C巴2d按公式：］''2R=CpV2d、NN2RxRy=Ccosa+Csin3a^P^dT N 2=Gsin2acosa-Csina""dN T 2而角度為.=arctan廠山般=50.190，kn=C?Fd=5°.34(N)，x便可得到求解（便可得到求解（略）。試題2一、填空題（20分）1、漁具所承受的水阻力的大小取決于漁具周圍的 和 的強(qiáng)度，以及水的 等性質(zhì)。2、機(jī)翼的展弦比定義 ，網(wǎng)板升力系數(shù)C和誘導(dǎo)阻力系數(shù)C及展弦比久的關(guān)系是 。y x 3、 網(wǎng)片的水阻力與 、 、 、 、 和 、 等有關(guān)。4、柔索所受的載荷如是沿索長(zhǎng)均勻分布的，則按 法計(jì)算分析，如是沿弦長(zhǎng)均勻分布的，則按 法計(jì)算分析。二、 簡(jiǎn)答題（20分）1、 請(qǐng)問機(jī)翼的幾何參數(shù)及展弦比的定義是什么？2、 何為柔性線，其有什么特點(diǎn)？三、 推導(dǎo)題（15分）已知漁具水動(dòng)摩擦阻力與下列因素有關(guān)：漁具的線尺度L與水流相對(duì)速度V流體密度P，流體粘性系數(shù)“，重力加速度g;使用因次分析法，推導(dǎo)漁具水動(dòng)摩擦阻力的關(guān)系式。四、 計(jì)算題（15分）已知矩形機(jī)翼網(wǎng)板的面積為2.3m2，展弦比為0.5,相對(duì)拖速為1.25m/s,求沖角為25°時(shí)的阻力、擴(kuò)張力和誘導(dǎo)阻力，該矩形網(wǎng)板的尺寸是多少（25。時(shí)CX=0.30，C=0.65）?Xr五、 作圖題（10分）某地曳網(wǎng)長(zhǎng)100m,向岸邊絞拉，兩引綱與岸邊的夾角為60°和120°，引綱上張力各為1000N。用作圖法求網(wǎng)的形狀以及阻力大小。六、 綜合題（20分）已知某流刺網(wǎng)得帶網(wǎng)綱長(zhǎng)60m，測(cè)得網(wǎng)端繩離船的水平距離為40m，在漁船端的帶網(wǎng)綱繩上張力為6kgf，繩與水平面的夾角為60°，繩在水中自重0.2kgf/m。問網(wǎng)端所在水層的深度是多少?網(wǎng)端繩處的張力有多大?網(wǎng)端處最少應(yīng)配多少浮力?參考答案：（名詞解釋中以劃線部分為重點(diǎn)）一、填空題（12分，每空1分）1、 一個(gè)物體所承受的水阻力的大小取決于物體周圍的漩渦和波浪的強(qiáng)度，以及液體的粘性等性質(zhì)。2、 機(jī)翼的展弦比定義翼展的平方值與機(jī)翼平面的面積之比，即APIS升力系數(shù)C和阻力系數(shù)C及展弦比久的關(guān)系是C=C2。y x x厭3、網(wǎng)片的水阻力與流速、網(wǎng)片主尺度、沖角、網(wǎng)片縮結(jié)系數(shù)、網(wǎng)片拱度和網(wǎng)線直徑、網(wǎng)目大小等有關(guān)。4、 柔索所受的載荷如是沿索長(zhǎng)均勻分布的，則按懸鏈線法計(jì)算分析,如是沿弦長(zhǎng)均勻分布的，則按拋物線法計(jì)算分析。二、簡(jiǎn)答題（30分，每題15分）1、 請(qǐng)問機(jī)翼的幾何參數(shù)及展弦比的定義是什么？答：弦長(zhǎng)：翼剖面的前緣和后緣之間的距離稱為翼弦，它的長(zhǎng)度稱以b表示。剖面的厚度：是以剖面上下表面之間的垂直線段的長(zhǎng)度來計(jì)算。在實(shí)用中常以相對(duì)厚度C表示，即厚度與翼弦之比。最大厚度用C表示，而相對(duì)最大厚度為：C二C?100%，b在翼剖面中把上下兩面間的距離等分的曲線稱為中弧。中弧到翼弦的距離叫剖面彎度。最大彎度稱為翼形的拱度，以f表示。f與b的比值叫拱度比，又叫相對(duì)彎度：f二f-100%b翼展：機(jī)翼平面的長(zhǎng)度，用符號(hào)l表示。展弦比：翼展的平方值與機(jī)翼平面的面積之比，即X=l2/S。當(dāng)機(jī)翼平面是矩形時(shí)，展弦比X=l/bo上述各種技術(shù)參數(shù)中，翼形的厚度C、拱度f和展弦比久對(duì)機(jī)翼的流體動(dòng)力性能有很大影響，故稱為機(jī)翼的要素。2、 何為柔性線，其有什么特點(diǎn)？（15分）［答］、柔索是指只能承受張力的絕對(duì)柔軟的線，即只有抗拉性，無抗壓、抗彎、抗扭、抗剪等性能。其特點(diǎn)：（1） 只有當(dāng)柔索所承受的載荷穩(wěn)定不變時(shí)，才有確定的形狀，沒有承受外力的柔索沒有確定的形狀。（2） 當(dāng)載荷大小或分布改變時(shí)，柔索形狀隨之變化；（3） 如果柔索的形狀發(fā)生改變，則會(huì)引起載荷改變，從而會(huì)進(jìn)一步使柔索形狀改變，直到穩(wěn)定。三、推導(dǎo)題（15分）已知漁具水動(dòng)摩擦阻力與下列因素有關(guān)：漁具的線尺度L與水流相對(duì)速度V流體密度P，流體粘性系數(shù)“，重力加速度g;使用因次分析法，推導(dǎo)漁具水動(dòng)摩擦阻力的關(guān)系式。[解]、（公式推導(dǎo)，思路：應(yīng)用因次和諧原理）根據(jù)漁具在水中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可知，水動(dòng)摩擦阻力主要與線尺度L（因次為L(zhǎng)）、與水流相對(duì)速度V（因次為L(zhǎng)/T）,流體密度p（因次為M/L3），流體粘性系數(shù)“（因次為M/LT）有關(guān)，而漁具水動(dòng)磨擦阻力因次為ML/T2,因此有：R=f（p,L,V,^）=EKpaLbVc^d，上式中a,b,c,d,K為無因次常數(shù)。根據(jù)因次和諧原理得：d根據(jù)因次和諧原理得：d廣止式左邊與右邊每一單位均相等:[M]:1—a+d[L]：1=-3a+b+c-d“T]：-2=-c-d以上聯(lián)立方程組中，只能解出a，b，c為d的函數(shù)。{a=1-db=2-dc=2-d把以上結(jié)果代入原式：R=EKpldt2-dv2-dyd=EKpL2v2[pLV/^]-d1式中設(shè)Re=pLV/尸LV/（“/p）=LV/v，則R二一CpSV2x2x式中Cx=2EK[Re]-d2、已知矩形機(jī)翼網(wǎng)板的面積為2.3m2，展弦比為0.5，相對(duì)拖速為1.25m/s,求沖角為25°時(shí)的阻力、擴(kuò)張力和誘導(dǎo)阻力，該矩形網(wǎng)板的尺寸是多少（25。時(shí)Cx=0.30，Cr=0.65）?（13分）

Rx二2Cx二2X。?30X1020X2.3X1252二549.84(N)C—CxC—y r xR——CpSVC—CxC—y r xR——CpSVy2yX2.3X1.252X2.3X1.2522CDiC2i—久n0.195CDiC2i—久n0.1952

nx0.5—0.02422R—1CpSV2—1x0.02422x1020x2.3x1.252Di2 y 2—44.39(N)九—L?S二L—(2.3x0.5—1.07(m)b—S/l—2.15(m)3、已知某流刺網(wǎng)得帶網(wǎng)綱長(zhǎng)60,測(cè)得網(wǎng)端繩離船的水平距離為40m,在漁船端的帶網(wǎng)綱繩上張力為6kgf,繩與水平面的夾角為60°，繩在水中自重0.2kgf/m。問網(wǎng)端所在水層的深度是多少？網(wǎng)端繩處的張力有多大？網(wǎng)端處最少應(yīng)配多少浮力？（20分）?［解］（本題的思路：首先判斷是屬于什么樣的外力分布,根據(jù)題意知按懸鏈線法,而該種方法的解題步驟一般是按條件求出懸鏈線的參數(shù)p（q、T0）,—端點(diǎn)柔索張力情況下的高度和水平距離，再由此按兩端點(diǎn)的位置關(guān)系解出另一端點(diǎn)的高度和水平距離，……，本題兩點(diǎn)的關(guān)系分別為整條綱的長(zhǎng)度和水平距離，因此只能先判斷）按題意如圖所示想法一：兩掛點(diǎn)肯定不在同一水平點(diǎn)則有Ta=6kg,T0=3kgq=0.2kg/m,p=T0/q=15(m)yA=6/0.2=30(m)yA=pchxA/p則chxA/p=2,xA=19.755m

而xA-xB=40(m),xB=-20.245(m),所以yB=pchxB/p=30.87(m),即h=0.87(m),此時(shí)，Tb=pyB=6.174(kg),向上的分力為T=T—T2=5.4(kg)V B0J L綱的長(zhǎng)度S=:h2+4p2sh2 =52.96(m)2P則總的水中重量為52.96*0.2=10.59(kg)配備的浮力為5.4(kg)：10.59-6*sin600-5.4=-0.006(kg)(誤差范圍)即說明整條綱另一端點(diǎn)的在水面,尚有7.04米(60-52.96)浮在水平面上,配備的浮子在綱索52.96米處。注以上分析中,船與綱的連接處在水面以下。想法二：與一同樣，只不過xa-xbH40(m),所以按S為60米計(jì)算。綱重60*0.2=12kg，則配備的浮力為：12-6*sin600=6.80(kg),即yB=TB/q=37.15(m),艮卩h=7.15m'此時(shí)xB=-pch-1yB/p=-23.35(m)4、某地曳網(wǎng)長(zhǎng)100m,向岸邊絞拉，兩引綱與岸邊的夾角為60°和120°,引綱上張力各為1000N。用作圖法求網(wǎng)的形狀以及阻力大小。(10分)［解］(思路：按題意認(rèn)為曳網(wǎng)在某一視圖為網(wǎng)條，即為綱索問題。先按比例設(shè)定多少長(zhǎng)度單位為多少力牛頓，再畫出力的矢量圖，由此再畫網(wǎng)的形狀)R)R)CR=1732(N)(測(cè)出的AB長(zhǎng)/AC長(zhǎng)再乘上1000N),兩張力延線相交即為網(wǎng)的形狀，也可把其阻力分為幾等分，再由每一段的受力方向畫出。試題3一、 名詞解釋（15分，學(xué)號(hào)為奇數(shù)的學(xué)生做1、4，偶數(shù)做2、3，第5題為必做）1、 阻力系數(shù)“自動(dòng)模型區(qū)”2、 網(wǎng)板空氣動(dòng)力效率3、 漁具模型試驗(yàn)4、 漁具特種模型相似5、 解釋懸鏈線因素表二、 問答題（30分）1、 論述漁具作業(yè)過程中水阻力的分類和成因。2、論述影響網(wǎng)片阻力的主要因素。3、 論述漁具模型試驗(yàn)田內(nèi)準(zhǔn)則的主要內(nèi)容。三、 計(jì)算題（55分）1、 試推導(dǎo)柔索平面平衡微分方程式的直角坐標(biāo)形式。（學(xué)號(hào)為奇數(shù)的學(xué)生做）2、 試推導(dǎo)柔索平面平衡微分方程式的自然坐標(biāo)形式。（學(xué)號(hào)為偶數(shù)的學(xué)生做）3、 某刺網(wǎng)長(zhǎng)200m,高12m，目大30cm，網(wǎng)線直徑1mm,水平縮結(jié)系數(shù)為0.707，流速為0.8m/s。請(qǐng)用巴拉諾夫，田內(nèi)的網(wǎng)片阻力公式計(jì)算該網(wǎng)橫流時(shí)的阻力。4、 漁船航行時(shí)，將一測(cè)深錘投入水中，錘在水中重3kg，繩子放出入水的長(zhǎng)度為60m，重錘未接觸海底，量得繩子出水端得切向與鉛垂線夾角為31°。求：①重錘所處得水深；②繩子所受阻力得大?。ㄥN子的水阻力和繩子的自重不計(jì)，繩子的水阻力按沿弦長(zhǎng)均布計(jì)算）。參考答案：（名詞解釋中以劃線部分為重點(diǎn)）一、（每題5分）1答（阻力系數(shù)“自動(dòng)模型區(qū)”）：漁具構(gòu)件在水中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著Re數(shù)的增大，在103vRev3*105范圍內(nèi),形狀阻力急居U上升，總阻力急增，但從Cx=Rx體現(xiàn)Cx與V2成反0.5pv2s比，阻力系數(shù)結(jié)果還是變化不大，基本為一定值，故稱為“定值區(qū)”阻力系數(shù)的穩(wěn)定標(biāo)志著流態(tài)的穩(wěn)定，故Re=103?3*105區(qū)稱為“自動(dòng)模型區(qū)”。2答（網(wǎng)板空氣動(dòng)力效率）:升力系數(shù)與阻力系數(shù)之比（升阻比）Cr=CylCx，由于網(wǎng)板的升力系數(shù)與阻力系數(shù)測(cè)定一般是在風(fēng)洞中進(jìn)行的，故在空氣動(dòng)力學(xué)上稱為網(wǎng)板空氣動(dòng)力效率。3答（漁具模型試驗(yàn)）：將是把設(shè)計(jì)的漁具（網(wǎng)具或網(wǎng)板），按有關(guān)的相似定律（準(zhǔn)則），復(fù)制成小尺度的代表物（即模型）。在漁具作業(yè)環(huán)境相似或近似的條件下（試驗(yàn)），分析研究這些模型的受力和展開形狀等情況，用來推測(cè)設(shè)計(jì)的實(shí)際漁具在實(shí)際作業(yè)中可能發(fā)生的現(xiàn)象，在漁具設(shè)計(jì)改進(jìn)和作業(yè)力學(xué)調(diào)整方面起到了非常巨大的作用。4答（漁具特種模型相似）:按照牛頓普通相似定律來解決漁具的各種力的相似非常困難（除非是其本身），因此在模型試驗(yàn)中，用抓住主要矛盾的方法，使物體起主導(dǎo)作用的力保持相似即可，這就是所謂的特種模型相似。在漁具特種模型相似定律中主要有：雷諾定律（粘性力相似定律）、弗洛德定律（重力相似定律）。5答（懸鏈線因素表）：柔索上所受的載荷是沿索長(zhǎng)均勻分布時(shí),可把計(jì)算柔索張力和形狀的各個(gè)因子之間的關(guān)系制成的表格稱為懸鏈線因素表。其中的因素有以下幾項(xiàng)：〃sofof，oo①,tga（shp），a。。二、1答（論述漁具作業(yè)過程中水阻力的分類和成因、10分）：R=R+R+R摩形波R：磨擦阻力，運(yùn)動(dòng)物體界層內(nèi)水流有速度梯度，水質(zhì)點(diǎn)相互磨擦，消耗物體動(dòng)能，摩即造成阻力。R：形狀阻力（漩渦阻力），由于物體的形狀，界層分離形成漩渦，不斷沖向后方，形不斷地消耗著能量，這部分能量消耗，便形成了形狀阻力。R：興波阻力，波浪形成后，物體周圍壓力分布變化，其在物體運(yùn)動(dòng)方向上的投影波即為興波阻力。（水面運(yùn)動(dòng)—水面擾動(dòng)區(qū)—產(chǎn)生水分子波動(dòng)—消耗物體能量）2答（論述影響網(wǎng)片阻力的主要因素、10分）：（1） 、由田內(nèi)模型試驗(yàn)測(cè)試得出的網(wǎng)片阻力公式（網(wǎng)目形狀為正方形時(shí)）：R=[1.8+2（d/a-0.01）a]SV2可知，網(wǎng)片阻力與da有關(guān)，與沖角有關(guān)，網(wǎng)片面積大小及水流相對(duì)速度平方有關(guān)。（2） 、按理論分析網(wǎng)片阻力系數(shù)公式：K=k- - （1-cos2acos2申）+f（—）2可aasin申cos申 aa矢口，與縮結(jié)系數(shù)（cosy）有關(guān)、與所測(cè)定的k和測(cè)定的條件（田內(nèi)認(rèn)為網(wǎng)線是圓柱體時(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值）及網(wǎng)線材料有關(guān)，也與結(jié)節(jié)情況有關(guān)。（3） 、從作業(yè)環(huán)境中分析，它也與風(fēng)、波浪、水流情況和網(wǎng)片的拱度有關(guān)。3答（論述漁具模型試驗(yàn)田內(nèi)準(zhǔn)則的主要內(nèi)容10分）：在實(shí)物和模型兩個(gè)比較系統(tǒng)中，當(dāng)流體介質(zhì)和網(wǎng)線材料相同時(shí)，有以下內(nèi)容（物理下標(biāo)為“1”的代表實(shí)物，下標(biāo)為“2”

的代表模型)：(1)模型網(wǎng)和實(shí)物網(wǎng)的尺度比換算公式大尺度比u，小尺度比心陰嚴(yán)嚴(yán)⑵模型網(wǎng)各部分邊緣網(wǎng)目數(shù)的比換算公式：n2=加n(3)模型網(wǎng)和實(shí)物網(wǎng)的速度換算公式：V(3)模型網(wǎng)和實(shí)物網(wǎng)的速度換算公式：V2=V1F⑷浮沉力換算公式：F2F⑷浮沉力換算公式：F2=總'1綱索直徑換算公式：d'2二d\ —1\九兀R阻力(網(wǎng)線張力)的換算公式：R2=—^九2X'⑺網(wǎng)線材料、直徑換算」2Y&1-】)十1或一致,(8)時(shí)間換算：12二l'八S中的［l'八S中的［“)l2￡1

R2每一個(gè)物理量要說明。三、1.(15分)：見圖建立直角坐標(biāo)系。X軸與來流方向相反(運(yùn)動(dòng)方向)，與X軸垂直為Y軸，取微段AA'(在平衡狀態(tài))，單位長(zhǎng)度外力q：qx，qy，A點(diǎn)張力為T,方向角為a,力的分量為Tcosa、T^inaM'點(diǎn)張力(T+AT)分量為(忽略二階微量)：Tcosa+d°°刃As，dsTsina+d&sinJAs，則考慮△S段平衡：ds"丁 d6cosa)Tcosa+ 〃 As-Tcosa+qAs=0Tsina+d"sina)As一Tsina+qAs二0y(9)網(wǎng)板阻力換算：11 l'\"-122ds當(dāng)當(dāng)厶S~0時(shí)簡(jiǎn)化并整理得：廠—fT—+q=0dsvds丿xd'dsvdsd'dsvds丿+q=0y2（15分）：取微段AB,A點(diǎn)的自然坐標(biāo)和B點(diǎn)相應(yīng)的自然坐標(biāo)主法線夾角為A0,A點(diǎn)張力為T,B點(diǎn)張力為T+AT外力為qAS,考慮微段平衡：T：(T+^T)cos^3-T+qT^S=0n：(T+^T)sin^0+qn^S=0當(dāng)AS-0,A0-0,cos。一1,sinA0-A0略去二階微量簡(jiǎn)化整理得：葺+q廣0—+q=0(p[=ds/d0曲率半徑)p n 113（20分）解：因?yàn)镋n=Et=0.707,刺網(wǎng)是以網(wǎng)片形式作業(yè)的，所以由按巴拉諾夫網(wǎng)片阻力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式(2a=26?54mm、d=0.28?1.5mm、v=0.042~0.51m/s):R=735.5" 1 SV1-75,90 aEETN式中網(wǎng)片縮結(jié)面積S=200*12=4200(m2),d=1mm,a=300/2=150(mm),v=0.8m/s，代入公式得11R=735.5 *4200*0.81.75=2.79*104(N)。90 1500.707*0.707d1按田內(nèi)網(wǎng)片阻力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式（肘片O.707）：R90=180-SV2=180兩4200*0?82=3225.6(kg)=3.16*104(N)答：略4（20分）解：按題意得出繩子的形狀受力圖：繩子在水中受力是沿弦長(zhǎng)均布的，由此我們應(yīng)用拋物線方法。由于在繩子端點(diǎn)其傾角為310,假設(shè)繩子有另一半與其處在同一水平，如有表給出，則可按拋物線表進(jìn)行計(jì)算。S0=60*2=120（m）,T°=3kg，a=31。，查表時(shí)需內(nèi)插:tga=0.6009,tg3O.5o=O.59,tg39o=O.81,按角度內(nèi)插。L/S0=0.9471，則h=L/2=60*0.9471=56.82（m）。1G由題意得，繩子的水動(dòng)力近似認(rèn)為由端點(diǎn)張力和重錘重力組成，所以：T=T°/cosa=3.5(kg)，則R=訐2-T0={3.52-32=1.8(kg)1G另如不按拋物線表計(jì)算，則由以下方程組解決：qxtana=qxtana=-T0612T0丿，式中q為繩子的水動(dòng)力R與重錘秘處的水深H比+…值，x值為H值，S°=120,L為2H,T°=3kg=30N,代入上式得:tan31o=—30120tan31o=—30120=2H6J30丿忽略小量，解此方程組得R=1.8(N)，H=56.8(m)+…表：拋物線因素表L/S0f/S0L/ftanaa00.970.097510.00.40220.950.146.80.5830.50.900.194.70.85400.850.243.51.11480.800.273.01.33540.750.302.51.60580.700.332.11.90620.650.351.82.20650.600.371.62.30670.550.391.42.86710.500.411.23.33730.450.421.13.80750.400.440.914.40770.350.450.785.20790.300.460.656.20810.250.470.537.60820.200.480.429.6084試題4一、回答題（60分）1、設(shè)計(jì)漁具時(shí)如何提高其水動(dòng)力效率？2、請(qǐng)推導(dǎo)平面網(wǎng)片上張力和縮結(jié)系數(shù)的關(guān)系式。3、柔索形狀和張力計(jì)算各種方法的應(yīng)用條件和特點(diǎn)是什么？4、試述田內(nèi)準(zhǔn)則的內(nèi)容。二、計(jì)算題（40分）一圓錐形網(wǎng)（尺寸大小見圖所示）在水中由雙船拖曳，網(wǎng)相對(duì)水流的速度為2.5knot，方向與網(wǎng)口垂直。網(wǎng)口上綱和下綱裝配有60個(gè)球形浮子和80個(gè)球形沉子，直徑分別為25cm、20cm,浮力和沉力分別為4kg和3kg；上綱和下綱的長(zhǎng)度相等，分別是直徑27mm的PE繩和15.5mm的鋼絲繩。已知曳綱長(zhǎng)度為1200m,直徑為28mm,在水中每米重1.8kg，曳綱與網(wǎng)的連接處在Y和Z方向的夾角為0=57o和Y=83o，求在這種情況下漁船的最小拖力和網(wǎng)口的位置。已知曳綱的水動(dòng)力系數(shù)為C二l.lsin2a，C=sinacos2/siny，x y zC=cosacos2y/sin卩；網(wǎng)衣取0=1.25，網(wǎng)身處：①=35o，2a=150mm，d=2.5mm；網(wǎng)囊z ■一、回答題（40分）1、影響囊網(wǎng)阻力的因素有哪些，如何降低囊網(wǎng)阻力？2、模型試驗(yàn)的定義是什么，應(yīng)遵循的準(zhǔn)則有哪些？二、計(jì)算題（60分）1、知漁具水動(dòng)阻力與下列因素有關(guān)：物體的線尺度L,與水流相對(duì)速度V,流體密度p，流體粘性系數(shù)|J，重力加速度g;使用因次分析法，推導(dǎo)水動(dòng)阻力的關(guān)系式。2、 某船以21節(jié)速度拖曳長(zhǎng)780m的鋼絲繩，鋼絲索水中敷有一重物（重物水中自重8T，水動(dòng)沉降力21T），鋼絲直徑d=70cm，在水中重量為15.6kg/m。若鋼絲索升力不予考慮，而阻力D0=547kg/m，沿索長(zhǎng)均勻分布。試用圖解法求鋼絲索在水面處張力，重物離船水平距離和深度。3、 某流刺網(wǎng)橫流作業(yè)，每片網(wǎng)片的縮結(jié)長(zhǎng)為20m，網(wǎng)片高似乎50目目大90mm，水平縮結(jié)系數(shù)0.5，單位縮結(jié)面積網(wǎng)片的水阻力為0.7kgf/m2。網(wǎng)片受流后的實(shí)際高度為3.14m，求每片網(wǎng)片的上，下綱的浮，沉力（網(wǎng)片重量不計(jì)）。一、名詞解釋（15分）1、摩擦阻力2、特征面積3、特種模型相似二、問答題（30分）1、論述漁具作業(yè)過程中水阻力的分類和成因。2、論述影響網(wǎng)片阻力的主要因素。3、論述漁具模型試驗(yàn)田內(nèi)準(zhǔn)則的主要內(nèi)容。三、計(jì)算題（55分）1、試推導(dǎo)柔索平面平衡微分方程式的自然坐標(biāo)形式。（15分）2、 漁船航行時(shí)，將一測(cè)深錘投入水中，錘在水中重3kg，繩子放出入水的長(zhǎng)度為60m,重錘未接觸海底，量得繩子出水端得切向與鉛垂線夾角為31°。求：①重錘所處得水深;②繩子所受阻力得大?。ㄥN子的水阻力和繩子的自重不計(jì)，繩子的水阻力按沿弦長(zhǎng)均布計(jì)算）。（25分）3、 柔索圖解法的基本原理。（15分）一、填空題（20分）1、一個(gè)物體所承受的水阻力的大小取決于物體周圍的和 的強(qiáng)度，以及液體的 等性質(zhì)。2、網(wǎng)板的水阻力與 、 、 、 、 和 、 等有關(guān)。3、網(wǎng)片阻力公式中，特征面積是指 。4、柔索所受的載荷如是沿索長(zhǎng)均勻分布的，則按 法計(jì)算分析，如是沿弦長(zhǎng)均勻分布的，則按 法計(jì)算分析。二、簡(jiǎn)答題（50分）1、 物體在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的主要水阻力有哪幾種？原因及特性是什么？2、 物體在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)流體的邊界層定義？它有何特征？3、 什么是流體的動(dòng)力相似？4、 什么是自動(dòng)模型區(qū)？5、 什么是佛洛德相似定律？相似條件是什么？6、 研究圓錐形網(wǎng)時(shí)有哪幾點(diǎn)假定？7、 何為柔性線，其有什么特點(diǎn)？三、 有一流網(wǎng)，長(zhǎng)200目，縮結(jié)后高度為6m,目大10cm，網(wǎng)線直徑為0.18cm,水平縮結(jié)吸收0.5,上綱所加浮力為5kgf，下綱所加沉降力為5kgf。作業(yè)時(shí)，受到與網(wǎng)片垂直的水流作用而漂流。當(dāng)水流速度為0.6m/s時(shí)，浮力和沉力與單位網(wǎng)條切向交角為45°，網(wǎng)衣自重不計(jì)，求流網(wǎng)的漂流速度。（20分）四、 已知圓球浮子的直徑D、水流速度V、阻力系數(shù)Cx、粘性系數(shù)r，求浮子的阻力。（10分）一、回答題（45分）1、物體在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受到的主要阻力有哪幾種？引起該阻力的原因以及各種阻力的特性是什么？2、試述懸鏈線因素表的制作原理和依據(jù)3、在水槽中進(jìn)行網(wǎng)漁具模型試驗(yàn)時(shí)，是否能同時(shí)滿足雷諾定律和佛汝德定律，為什么？三、計(jì)算題（55分）1、知漁具水動(dòng)阻力與下列因素有關(guān)：物體的線尺度L,與水流相對(duì)速度V,流體密度p，流體粘性系數(shù)|J，重力加速度g;使用因次分析法，推導(dǎo)水動(dòng)阻力的關(guān)系式。（15分）2、 某刺網(wǎng)長(zhǎng)200m，高12m，目大30cm，網(wǎng)線直徑1mm，水平縮結(jié)系數(shù)為0.707，流速為0.8m/s。請(qǐng)用巴拉諾夫，田內(nèi)的網(wǎng)片阻力公式計(jì)算該網(wǎng)橫流時(shí)的阻力。3、 某地曳網(wǎng)長(zhǎng)100m，向岸邊絞拉，兩引綱與岸邊的夾角為60°和120°，引綱上張力各為100kgf。用作圖法求網(wǎng)的形狀以及阻力大小。試題9一、名詞解釋（15分）1、形狀阻力2、懸鏈線因素表3、漁具模型試驗(yàn)二、問答題（30分）1、如何選擇網(wǎng)板的沖角？2、論述影響囊網(wǎng)阻力的主要因素。3、已知漁具在水中運(yùn)動(dòng)，速度均勻，水是不可壓縮的，則應(yīng)根據(jù)什么準(zhǔn)則來建立模型試驗(yàn)？三、計(jì)算題（55分）1、試推導(dǎo)栽荷沿索長(zhǎng)均勻分布時(shí)的柔索曲線方程。（15分）2、 已知矩形機(jī)翼網(wǎng)板的面積為2.3m2，展弦比為0.5,相對(duì)拖速為1.25m/s,求沖角為25°時(shí)，阻力，擴(kuò)張力和誘導(dǎo)阻力。該矩形網(wǎng)板的尺寸是多少（C=0.30,C=0.65）？Xr（15分）3、 某拖網(wǎng)的網(wǎng)蓋規(guī)格為：網(wǎng)衣為正梯形，上下端各為512目和422目，高60.5目，目大114.3mm,網(wǎng)線直徑d=2.5mm?，F(xiàn)要進(jìn)行模型試驗(yàn)，制作模型網(wǎng)的網(wǎng)線規(guī)格為380D/3X1,d=0.47mm。模型網(wǎng)為實(shí)物網(wǎng)的1/10。請(qǐng)換算出模型網(wǎng)的網(wǎng)蓋的網(wǎng)衣規(guī)格。如果作業(yè)時(shí)拖速為1.6m/s,則模型試驗(yàn)時(shí)的拖速應(yīng)為多少？如果模型試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得網(wǎng)具阻力為8.1kgf,則實(shí)物網(wǎng)的阻力有多大？（請(qǐng)用田內(nèi)準(zhǔn)則進(jìn)行換算）。（25分）一、名詞解釋（15分）1、卡門漩渦2、柔索3、漁具模型二、問答題（30分）1、影響網(wǎng)板阻力的主要參數(shù)2、請(qǐng)推導(dǎo)平面網(wǎng)片上張力和縮結(jié)系數(shù)的關(guān)系式。3、分析柔索計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)三、計(jì)算題（55分）1、試推導(dǎo)栽荷沿索長(zhǎng)均勻分布時(shí)的柔索曲線方程（直角坐標(biāo)原點(diǎn)在柔索的最低點(diǎn)）。（15分）2、 直徑為15cm的圓球形浮子，在空氣中重為550g。用一根長(zhǎng)5m的細(xì)繩將該浮子與沉在水底的重物相連。問流速為1m/s時(shí)，浮子的空間位置如何？（細(xì)繩的自重和阻力不計(jì)，v=1.19x10-6m2/s）（20分）3、 某流刺網(wǎng)橫流作業(yè)，每片網(wǎng)片的縮結(jié)長(zhǎng)為20m，網(wǎng)片高似乎50目，目大90mm，水平縮結(jié)系數(shù)0.5,單位縮結(jié)面積網(wǎng)片的水阻力為0.7kgf/m2。網(wǎng)片受流后的實(shí)際高度為3.14m,求每片網(wǎng)片的上，下綱的浮，沉力（網(wǎng)片重量不計(jì)）。（20分）一、名詞解釋（15分）1、水動(dòng)力2、柔索形狀和張力3、牛頓相似定律二、問答題（30分）1、圓球形浮子的阻力系數(shù)與什么有關(guān)？如何變化？2、簡(jiǎn)述已知懸點(diǎn)的位置和一組作用力的大小和方向時(shí)，求柔索形狀的圖解法。3、某網(wǎng)片橫流安設(shè)，上綱因固結(jié)不可移動(dòng)，下綱