本课程为船舶与海洋工程专业(本科)的必修专业基础课程,是船舶设计原理的基础,其主要内容构成了船舶水动力性能的核心,是船舶设计与制造、船舶技术管理人员以及船舶工程研究所必须掌握的专业知识。
本课程主要介绍船舶航行时所受的各种阻力的成因、特性、确定方法及减阻措施;船模与实船阻力换算方法;船型对阻力的影响;阻力近似估算等内容,并增加了船舶节能技术及应用、高性能船船型及水动力特性等内容。在学习基础理论的基础上,辅以大量工程应用的实例,帮助学生加快对快速性的理解,旨在培养学生分析有关工程问题及解决问题的能力,为船型设计及船舶工程研究打下良好的基础。通过该课程的学习,使学生树立严谨的科学观及工程应用中应具备的工程观。
第一章 总论(4学时)
快速性的概念;船舶阻力研究的任务、方法及现状;船舶阻力的成因及分类;阻力相似律。
重、难点:力学相似定律;傅汝德(Froude)相似定律;雷诺(Reynolds)相似定律。
第二章 粘性阻力(6~8学时)
边界层流动特点及摩擦阻力;曲度影响;粗糙度影响;摩擦阻力的计算及减阻方法;粘压阻力成因及特性;粘性阻力理论计算简介。
重、难点:摩擦阻力及粘压的成因、特性、计算方法及减阻措施;粘性阻力理论计算方法简介。
第三章 兴波阻力(6~8学时)
船行波与Kelvin波系;首尾波系及其干扰;兴波阻力特性;波阻与船型关系及干扰预报;确定兴波阻力的方法;减少兴波阻力的方法;碎波阻力的概念;阻力分类的补充说明。
重、难点:船体兴波阻力的成因、特性、计算方法及减阻措施;船行波及兴波阻力的特性;兴波干扰;兴波阻力理论计算方法简介。
第四章 附体阻力(1学时)
附体阻力的特点及确定方法;汹涛阻力、失速及功率储备的概念。
重、难点:无。
第五章 船模阻力试验(3学时)
船模试验的设备及方法;付汝德换算方法及三因此换算方法;波形测量及尾流测量方法;比较不同船型时的阻力数据表达。
重、难点:船模阻力试验与船模阻力换算(二因次、三因次);傅汝德换算法本质与存在问题的分析;比较不同船型时的阻力数据表达。
第六章 船型对阻力的影响(6~8学时)
船型变化及船型参数;主尺度的影响;主要船型系数的影响;横剖面面积曲线形状的影响;满载水线形状的影响;首尾端形状的影响。总结介绍船舶节能技术的应用、各种减阻方法以及特种减阻船型等。
重、难点:船型对阻力的影响。
第七章 阻力的近似估算方法(2学时)
近似计算的概念及方法;艾尔法、海军系数法等。
重、难点:阻力近似计算方法。
第八章 船舶在限制航道中的阻力(3学时)
浅水影响的特点;浅水阻力计算方法;浅窄航道对船舶阻力的影响。
重、难点:浅水阻力的特性及计算方法。
第九章 高性能船的阻力特性(3~5学时)
航态和高速船的种类;高速排水型船的船型及其阻力性能;其他高速船船型及阻力特性,重点介绍单体、双体、三体高速船,简单介绍水翼船、气垫船、小水线面双体船、地效应船及最新型高速船。
重、难点:常规高速船的船型及其阻力性能;高速船的船型及其阻力性能。