船舶阻力
船舶阻力通常分為兩大類:一是基本阻力,二是附加阻力。基本阻力是新出塢的船(不包括附屬體)在平靜水面行駛時之阻力。基本阻力分為摩擦阻力、粘壓阻力、興波阻力和 破波阻力。附加阻力分為附體阻力、污底阻力、空氣阻力和洶濤阻力。
破波阻力簡介
發現
船模在出現尾流邊界層外速度虧損現象的同時,總是發現,在船模首部有波浪破碎現象。但這兩者之間有無必然聯繫呢?沿船側追溯上去,測量各斷面的動量損失,發現它們竟然基本上(在測量誤差範圍內)是相等的。這就使肯定了其間的聯繫。邊界層外的動量損失是由船首破波引起的,並命名為破波阻力。
產生
1.波浪在艏柱面向外翻卷;2.捲入空氣,出現白色泡沫;3.成項鍊狀“旋渦” necklace vortex;4.破碎後以湍流形式流向後方,留在尾流中,而不再以波浪能量出現,故可在尾流中測量。
破波阻力的特性
破波阻力是六十年代新發現的阻力成分。特點:①是由於自由面引起的。將重疊模進行深水拖曳並進行尾流測量,沒有發現次尾流區。②破波阻力隨Fn增大而增大,而且服從Froude的比較定律,即Fn數相等時,破波阻力係數相等。③豐滿船破波阻力較大,壓載情況下破波阻力要比滿載時大,因為壓載時B/T值增大。破波阻力除了與船型有關外,主要與B/T和進流段長度有關。減少B/T,增大進流段長度,將能明顯減少破波阻力。理論和實驗都證明,採用球鼻型船首能減少破波阻力,主要原因是減少船首波的陡直程度,而且球鼻型的船首在輕載(壓載)時效果較大。
相關名詞
興波阻力
船舶在水面上運動時會擾動周圍的水從而使船體周圍的流體壓力分布發生變化,興起波浪。這種由於船體興波導致的船體前後壓力分布不對稱而產生的船舶運動方向上的壓差力稱為興波阻力。
從能量的觀點,因興波要消耗能量,船體要對水做功,根據力作用力與反作用力原理,水對船體的反作用力的水平分量就是興波阻力。
這裡所說的興波和興波阻力是指船舶在靜止水面上運動時,由於自身運動而產生的興波及興波阻力,不包括外界如過往的船隻、陣風等作用在水面上興起的波而產生的阻力。
興波阻力在船舶阻力中占有重要位置。通常興波越大,興波阻力就越大,同時興波對堤壩等結構物和過往船隻等產生衝擊作用。興波阻力隨航速的增高而增大,對於高速船,興波阻力占總阻力的一半左右。
船行波
船行波在船舶行駛過後,留在船體後方並不斷向外傳播的波浪。由船行波而產生的阻力稱為波型阻力,它是興波阻力的主要部分。