船舶原理公式汇总

船舶原理公式汇总

第一章

船型系数：

水线面系数 C_WP=A_W/LB    中横剖面系数 C_M=A_M/Bd      方形系数C_B=排水体积/LBd

菱形系数C_P=排水体积/A_ML=排水体积/C_MBdL=C_B/CM     垂向菱形系数 C_VP=排水体积\A_Wd=排水体积/C_WPLBd=C_B/C_WP                 排水体积符号▽

尺度比：

长宽比L/B：与船的快速性有关

船宽吃水比B/d:与船的稳性、快速性和航向稳定性有关

型深吃水比D/d：与船的稳性、抗沉性、船体的坚固性以及船体的容积有关

船长吃水比L/d：与船的回转性有关，比值越小，船越短小，回转越灵活

梯形法：A=      A=l=l(-(y₀+y₃)/2)    注 (y₀+y_n)/2为首尾修正项

辛氏法：一法，A=1/3l(y₁+4y₂+y₃) 二法，A=3l/8(y₁+3y₂+3y₃+y₄)

计算漂心 X_F=M_oy/A_W=/    其中A_W=2  

M_oy=2()²      所以X_f=/

计算横剖面面积型心的垂向坐标Z_a=M_oy/A_s=/    其中横剖面面积As=2    Moy=2    又可以表达为As=2  (注意首位修正)

Moy=2()²     所以可以表达为za=/

 

第二章

浮心的计算dM_yoz=x_FA_wd_z          dM_xoy=zA_wd_z   x_F为A_w的漂心纵向坐标

排水体积对中站面yoz的静距        M_yoz=   

浮心纵向坐标x_B=M_yoz/▽=/

同理可以得排水体积对基平面xoy的静距和浮心垂向坐标  Mxoy=

Zb=Mxoy/▽=/

同理根据横剖面计算排水体积和浮心位置

dM_yoz=x_FA_sd_x          dM_xoy=z_aA_sd_x

浮心纵向坐标Myoz=       X_B=Myoz/▽=/

浮心垂向坐标Myoz=      z_B=Mxoy/▽=/

第三章

复原力矩  M_R=

=I_T/              =I_LF/

初稳性公式和稳性高    复原力矩M_R==

忽略

第四章

M_R=可以得到M_R==L

重点：静稳性曲线的特征

M_R=       M_R==L所以M_R=L    L=

说明：船舶在正浮的平衡位置，静稳性臂L对横倾角的导数等于初稳性高度

故，对于静稳性曲线来说，其远点的切线的斜率等于初稳性高度

第七章

船舶阻力

总阻力=兴波阻力+摩擦阻力+粘压阻力（漩涡阻力）

R_t=R_w+R_f+R_pv

估算阻力的近似方法

海军系数：对于船型近似，尺度和航速相同的船舶，他们的阻力Rt和排水量及航速都有以下的关系，

R_t^2/3V²    

有效功率PE和排水量已及航速V的关系

 P_E^2/3V³

又可以表示为

C_e=^2/3V³/P_E

Ce为海军系数

为排水量

V为航速Kn

艾亚法：

单桨船

C_BC=1.08-1.68Fr

双桨船

C_BC=1.09-1.68Fr

艾亚法给出的对应于上述标准的有效功率P_E

PE=^0.64V³_S/C₀*0.735(KW)

V_S为静水中航行的速度

C0系数可以根据长度排水量系数L/^1/3和速长比V/这里的LS 垂线间长

雷诺定律C_f=R_f/1/2v²s=f(R_e)   摩擦阻力R_f

雷诺数R_e=L/V   为水运动粘性系数   V为速度

傅汝德数F_f=V/

傅汝德数的比较定律

V_s/=V_m/    所以得出V_s=V_m= V_m^1/2

为模型船与实船的缩尺比

相似定律：流体兴波阻力是傅汝德数的函数，因此总阻力必定是粘性阻力和兴波阻力的和，也就是雷诺数与傅汝德数的函数（不做要求）

Ct=Rt/1/2v²s=f(Re,Fr)

傅汝德假定，1假定船体总阻力可以分为独立的两部分，一是摩擦阻力，二是粘压阻力和兴波阻力，合并后为剩余阻力。其中摩擦阻力Rf只与雷诺数有关，而剩余阻力Rr只与傅汝德数有关且适用于比较定律2，假定船体的摩擦阻力等于同速度同长度同是面积的平板摩擦阻力，通常用相当平板假定。

光滑平板摩擦阻力公式   C_f=R_f/1/2v²s   C_f是摩擦阻力系数   Rf是摩擦阻力

还有经验公式（1）C_f=0.455/(lgR_e)^2.58  (2)船模转换公式Cf=0.075/(lgRe-2)²

第八章

螺旋桨的工作原理

升力系数    C_L=L/1/2v²s        阻力系数C_D=D/1/2v²s

V为流体速度     S为机翼平面面积    L为机翼升力    D为机翼阻力

进速系数和滑脱比 

滑脱和螺距的比为滑脱比     S=1-h_P/P

进速系数J=h_P/D=V_A/nD     V_A为螺旋桨进速，m/s   n为螺旋桨的转速

伴流分数    w=u/V=1-V_A/V     如果知道伴流分数那么进速可以表达为V_A=(1-w)V       w为伴流分数

重点：功率

主机功率P_S

螺旋桨的受到功率P_DB

螺旋桨在船后必须克服的转矩Q_B,才能以转速n转动，因此P_DB=2nQ_B

(螺旋桨敞水转矩Q₀,敞水受到功率P_DB=2nQ₀

螺旋桨的推功率P_T     P_T=TV_A

船的有效功率P_E=R’V      V为船的航速

P_S---()---P_DB----()----P_D0----()----P_T----()----P_E转换的效率

效率

船后螺旋桨的效率

=P_T/P_DB=TV_A/2nQ_B=也可以写成=PD0/PDB

船身效率

=PE/PT=RV/TVA=1-t/1-w

推进效率

=PE/PDB=

注：由于编者的水平有限如果发现错误请谅解，编者认为还是看原书好