船模性能实验
14页1、船 模 性 能 实 验 实 验 报 告层 专 学 学学习中心:次:业:号:生:完成日期:实验报告一一、实验名称:船模阻力实验二、实验目的:主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。其具体目标包 括:(1)船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性能的优劣。(2)确定设计船舶的阻力性能 对具体设计的船舶,通过船模阻力实验,计算实船的有效功率,供设计推进器应用。(3)预报实船性能 船模自航实验前,必须进行船模阻力实验,为分析自航实验结果预报实船提供必要 的数据。(4)系列船模实验 为提供各类船型的阻力图谱,必须进行系列船模的阻力实验。此外还有进行几何相 似船模组实验,其目的在于研究推进方面的一些问题。(5)研究各种阻力成分实验 为了研究分类,确定某种阻力成分,必须进行某些专门的实验。(6)附体阻力实验 目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附体对阻力的影响。(7)流线实验 在船模实验的同时,有时还要进行船模流线实验,目的在于确定舭龙骨,轴支架等 附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。(8)航行状态的研究 在船模阻力实验时,测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态,这对于
2、高速 排水型船,滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。三、实验原理:1简述水面船舶模型阻力实验相似准则。(1)船模与实船保持几何相似;(2)船模实验的雷诺数R e达到临界雷诺数以上;(3)船模与实船傅汝德数相等。2分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。1)安装激流丝:用二1 mm金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层 中产生紊流。2)称重工作:准确称量船模重量和压载重量,以达到按船模缩尺比要求的实船相应 的排水量。3船模阻力实验结果换算方法有哪些? 常用的船模阻力实验结构换算方法有两种,即二因次方法和三因次方法。二因次方 法亦称傅汝德方法;三因此方法为1978年ITTC性能委员会推荐的换算方法。4简述傅汝德假定的内容,并写出傅汝德换算关系式。傅汝德假定:假定船体的总阻力可以分为独立的两部分,一为摩擦阻力Rf,只与雷诺数有关, 另一个为粘压阻力Rpv和兴波阻力Rw合并后的剩余阻力Rr,只与傅汝德数有关,且适用 比较定律。假定船体的摩擦阻力等于同速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。因此,可 以用平板摩擦阻力公式计算船体的摩擦阻力,湛常称为相当平板摩擦傅汝德换算关系:ts fs
3、 tm fm叮四、实验内容:(一)填写实验主要设备表名称说明拖曳水池水池狭而长,配置有拖动设备和测量仪器,以测得船模在不同速度下的阻 力值。实验池的水采用淡水,船池尺度决定了船模大小和速度。大连理工大学船模试验水池长160m,宽7 m,水深3.7 m。拖车速度08m/s, 速度精度1 mm/s。配有摇板式规则波造波机。拖车拖车是在沿水池两旁轨道上行驶的。拖车的用途是拖曳实验船模,并使船 模保持一定的方向和一定的速度运动。其次在拖车上要安装测量和记录仪器。拖车的主要技术指标是速度范围和 速度精度。水面电测阻力仪水面电测阻力仪简称电测阻力仪,是用在水池实验中测量船模阻力。阻力 仪通常是应变式的传感器。阻力仪要求性能稳定,灵敏度高,具有良好的线 性和重复性。根据实验要求选择相应的量程,可提高测量精度。二)实验步骤:一)船模阻力实验准备1)船模制作:船模缩尺比依据水池的长度和航速决定的,船模线型要与实船保持 几何相似,表面必须光洁,满足一定的加工精度。船模使用的材料通常是木模,木模不 易变形,蜡模成本低。(2) 安装激流丝:用二1 mm金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界 层中产生紊
4、流。(3) 画水线:按首尾吃水、平均吃水画水线。(4) 称重工作:准确称量船模重量和压载重量,以达到按船模缩尺比要求的实船相 应的排水量。(5) 调整压载的位置:使船模没有横倾,首尾吃水满足规定要求。(6) 安装导航装置:使船模纵中剖面与前进方向一致,纵向和垂向运动不受匀速。(7) 拖点(浮心位置)(8) 最后将船模安装在拖车上。(二)船模阻力实验数据测量(1) 船模速度测量:(a) 根据实船设计航速,确定最高航速,通常比设计航速高2节。(b) 根据实船长度、速度范围和模型尺度按Fr数相等的原则,确定船模实验速度 范围。(c) 在不同航速下进行拖曳实验。待拖车速度达到稳定匀速时即可进行速度和阻力 记录。拖车速度就是船模速度,速度是用数字编码器(光栅盘)测量的。(2) 船模阻力测量:(a) 阻力测量与速度记录同时进行。船模阻力由专门的阻力仪测量。阻力仪有机械 式和电测式两类。(b) 电测阻力仪输出电压信号,所以使用前要进行标定,确定标定系数。 阻力值=测得的电压值*标定系数。测量前要调零。五、问题与思考:1船模阻力实验结果换算方法之间的区别是什么? 答:常用的船模阻力实验结构换算方法有两
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