大学流体力学,哈工程版张亮,李云波第八章习题参考答案

大连海洋大学船舶09-1班流体力学专用答案哈工程张亮李云波P190第八章习题8-1说明下属模型试验应考虑的相似准数风洞中潜艇模型试验潜艇近水面水平直线航行时的阻力试验解：风洞中潜艇模型试验阻力),,,(vLfF(Re)),,,(2122fLvLvfLvF则：其相似准数为Re潜艇近水面航行：),,,,(gvLfFRe,)(Re,)(Re,),,,,(212222FrFrfFrfLvgLvLvfLvF则相似准数为8-2实船长100m,在海中航速20kn，需要确立它的兴波阻力和粘性阻力，试根据相似理论分别讨论如何在风洞中和在船模水池中进行船模试验88.1025144.020010,ReReRe)(Re,u21),,,,(,0pp2p2222220mpmpmpmppmmpppmmmmpmpmpmppmmpmmmmpppvvvvLLvvLvLvLLuuPuuPPuPuPEuEufLRPLufRRw风洞中：，令力相似：若在风洞中保持粘性阻相等相等在风洞中，相等，即兴波特性相似水池船模实验则保持，所以很难达到，粘性相似因水中兴波相似较易实现，而兴波相似：粘性相似：在水池中：船的粘性模拟可以。以看到，风洞对于低速相等，很难，但从此可的粘性模拟，若保持在风洞中对高速船舶，风速接近要达到粘性相似：r144.51rReReRe/88.1021mFvVvLLvvLgvLgvFrFvvvLvLvsmpppmpmppmmpmppmpmpppmmmpm8-3水雷悬挂于深水中，海水流速为6km/h.若用比实物缩小3倍的模型在风洞中进行试验以测定其粘性阻力，则风洞的风速应为多少？如模型的阻力为125.44N，则水雷的阻力位多少？NLvLvFLvCFCCvvRpppmmmmppppppmpmpmpm98.70267.191.1025322.61226.144.125212121,ReRee222222222,相等即风洞试验确保不考虑水面兴波影响，解：水雷在水下运动，)21/()/(22.61101889.110455.167.13/67.1,3/91.1025/101889.1,15/226.1/10455.1c152265326325mmmmmpmmmpppmmLvFCsmvsmmkgsmcmkgsm模型的阻力系数，、海水、在空气取8-4实船的速度为37km/h，欲在水池测定它的兴波阻力，问船模在水池中的拖曳速度应为多少？设船模的比尺为实船的301。如测得船模（兴波）阻力为10.19N，则实船的（兴波）阻力为多少？KNFwvvLLFwLvLvFwLvCwLvCwFwsmvvvgLvgLvFrFsmhkmvmmpmpmpppmmmmpppmpppppppmmmppp13.2753021212121)(/876.13011r,/28.10/3722222222222船对应的水密度相等假设水池中的密度与实波阻力为：系数相等，则实船的兴实船和船模的兴波阻力相似才能使船模和实船兴波相等，保持解：实船船速8-5水翼船以等速度u航行，已知水翼吃水深度为h，弦长l，攻角，水的密度及粘性系数。航行时翼面上出现空泡，大气压与水的汽化压力之差为vapp。试用因次分析法求水翼受力的相似准数。（空泡数）相等。，和相等，相等，：保证攻角答：水翼受力相似准数定理，无因次化：为相关因次量，用，，，为无因次量，为特征物理量，其中令解：re),,Re,,(),,,Re,(),21,,,(),21,/,,(21pgh,,),,,,h,,,(),,,,,,,(21222222FRlhFrlhfFrlhfvpuglullhfCvplugullhflvFlupglufFpglhufFf8-6设深水中螺旋桨推力下与桨的直径D，流体密度，粘性系数，转速n以及进速有关。1）试用量纲理论给出它们之间的函数关系以及相似准则2）若在热水池中做推力模型实验，模型和实测结果分别用下标“m”，和“p”表示，如果DpDm=31，分，转且/400,/3,1,21pppmpmnsmU试设计模型速度Um及转速mn3）若测得模型推力F=10N，求实型推力pF（空泡子数）（进速子数）；雷诺数其中）解：2020220021p)(Re),(Re,),,()21p),//(1,(21)pu,n,,,,()pu,n,,,,(1vpnDuJuDJfnDuuDfvpuDnuDfDvFpDfFpDfFvvvv分转/18005.4323/5.423213ReRe)2pppmmppmppmppmmpppmmmmppmpmmppmpppmmpppmmmpmnnnDDuunuDDnunDnuDnuJJsmuuuDDuDDuuDuDuNFFDDFFDvDvFFDvFDvFCCmmmpmpmpmppppmmmmpppppmmmmpm4043)32(1)()(21212121)3222222222222