大连理工大学网络教育学院《船模性能实验》实验报告
姓 名： 报名编号： 学习中心： 奥鹏 层 次： 专升本 专 业： 船舶与海洋工程
实验1：船模阻力实验
一、实验知识考察
1、简述水面船舶模型阻力实验相似准则。
答：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，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。 （1）船模与实船保持几何相似。 （2）船模实验的雷诺数 达到临界雷诺数以上。 （3）船模与实船傅汝德数相等。 2、船模阻力实验结果换算方法有哪些？
答：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。
1
大连理工大学网络教育学院《船模性能实验》实验报告
二、实验后思考题
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。这两种方法的区别在于对粘性阻力的处理原则不同。 2、实船摩擦阻力计算中，粗糙度补贴系数是根据什么选取的？
答：实船船体表面比较粗糙，故实船摩擦阻力为其中为粗糙度补贴系数，按不同船长选取。
实验2：螺旋桨敞水实验
一、实验知识考察
1、简述螺旋桨模型敞水实验必须满足的条件。
答：测定单独螺旋桨工作时的特性，通常包括桨的推力系数、扭矩系数和敞水效率。
3、简述螺旋桨敞水实验的实验步骤。
答：（一）敞水实验准备 （1）桨模制作：敞水桨模直径为0.2-0.3m，通常用巴氏合金、铜合金、不锈钢或铝等合金。桨模精度在0.05mm; （2）将敞水动力仪固定在水池拖车上，预先应进行校验和标定； （3）将桨模安装在敞水动力仪上，叶背向前，浸没深度大于桨径。 （二）敞水实验程序 （1）零航速敞水实验，按预定转速开动敞水动力仪，测
Tt，
Qt Qt（2）按预定转速开动敞水动力仪，同时开动拖车，使螺旋桨进速系数达到预定值。 （3）当拖车速度稳定时，记录拖车速度
Va，桨转速n，推力
Tt，扭矩，完成一进速的
实验。 （4）系列变化拖车速度，完成全部实验内容，注意各次之间应有足够的等水时间。 （5）用尺寸、重量相近的假毂代替桨模，重复上述实验，测得敞水动力仪自身的推力扭矩
Ts，
Qs，用以进行修正。
二、实验后思考题和计算题
1、螺旋桨敞水性征曲线的意义是什么?
2
大连理工大学网络教育学院《船模性能实验》实验报告
答：推力系数KT，转矩系数
KQ及敞水系数
?0对进速系数J的曲线称为螺旋桨
的性征曲线。我们讨论的是孤立螺旋桨的性能，所以称为螺旋桨敞水性征曲线。它表示了螺旋桨在任意工作情况下的全面性能。
2、螺旋桨敞水试验中，测得推力T=62.2N，扭矩Q=24.4N·m，水的密度
?=1.0?103kg/m3，螺旋桨的转速n=14r/s, 螺旋桨直径D=0.202m，拖车速度
Va=2.08m/s。计算推力系数、扭矩系数、敞水效率、进速系数。
答：推力系数KT=1.91；扭矩系数 KQ=3.7；进速系数Jp=0.74；敞水效率η0=0.06
实验3：船模摇荡实验
一、实验知识考察
1、简述耐波性主要研究的内容。
答：船舶摇荡运动主要研究由波浪干扰引起的船舶往复运动，其中横摇、纵摇和垂荡对船舶航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要内容。 3、简述船模摇荡实验的主要设备。 答：主要设备表：
名称 实验水池 造波机 造风机 消波器 适航仪 陀螺仪 浪高仪
二、实验后思考题
1、船模惯性矩计算中，纵向惯性半径和横向惯性半径怎么选取？
说明（可填写设备大小、用途等内容） 长160m，宽7 m，水深3.7 m。 制造波浪 制造风 吸收到达水池边缘的波浪，防止反射回去。 记录横摇、纵摇、摇首、垂荡、纵荡和横荡6种耦合运动 测量航向角、横倾角、纵倾角 测量水池中波浪 3
大连理工大学网络教育学院《船模性能实验》实验报告
答：0.25Lpp作为船舶的纵向惯性半径，0.35Bs作为船舶的横向惯性半径。 2、为什么要进行船模惯性调整？
答：模型惯性调整是耐波性实验的重要环节。即按照模型实验相似性原则，将模型的重心位置、纵横向惯性矩调整到设计要求。
实验4：船模自航实验
一、实验知识考察
1、船模自航方法都有哪些？简述其中一种方法。
答：船模自航的方法有纯粹自航法和强迫自航法。强迫自航法是在某一船模速度
Vm下，在船模运动方向上施加一系列的强制力Z，其中应包括FD在内，船模在
Vm强制力和推力的共同作用下达到力的平衡，即在航速为出的推力应满足下列条件：
T(1?tm)?Z?Rtm的情况下，螺旋桨发
。
3、简述推进效率的各种成分。
答：敞水扭矩与船后扭矩的比值为相对旋转效率，船有效马力PE与螺旋桨推功率PT比值称为船身效率?r，加上敞水效率
Pe?0和轴系摩擦引起的传递效率?s，我
们可以列出各效率成分间的关系： 推进效率（式中：QPC—似是推进系数
、PD—有效功率、收到功率）
?P?QPC??s??sRVsPET(1?t)VA??s???s??PD2?nQb2?nQb1??
二、实验后思考题
1、船体对螺旋桨有哪些影响？
答：船在水中以某一速度V向前航行时，附近的水受到船体的影响产生运动，其表现为船体周围伴随着一股水流，这股水流称为伴流或迹流。船后伴流的速度场是复杂的，它在螺旋桨盘面各处的大小和方向不同。其产生的原因有以下三种：船身周围的流线运动、水之粘性作用、船舶的兴波作用。 2、螺旋桨对船体有哪些影响？
4
大连理工大学网络教育学院《船模性能实验》实验报告
答：螺旋桨在船后工作时，由于它的抽吸作用，使桨盘前方的水流速度增大，根据伯努利定理，水流速度增大压力必然下降，故在螺旋桨吸水作用所及的整个区域内压力都要降低。
学习心得
能够在大连理工大学学习，我非常珍惜在这个学期学习的知识：《船模性能实验》、《船模性能实验》课程知识，在实际工作中，实用性很强，因此实验就显得非常重要，刚开始做实验的时候，由于自己的理论知识基础不好，在实验过程遇到了许多的难题，也使我感到理论知识的重要性。但是我并没有气垒，在实验中发现问题，自己看书，独立思考，最终解决问题，从而也就加深我对课本理论知识的理解，达到了“双赢”的效果。
实验中我学会了许多船舶性能的验证，实验过程中培养了我在船舶性能实践中研究问题，分析问题和解决问题的能力，以及培养了良好的素质和道德，例如团队精神、交流能力、独立思考、测试前沿信息的捕获能力等；提高了自己动手能力，培养理论联系实际的作风，增强创新意识。
5
大工19春《船模性能实验》实验报告满分答案
