船舶試驗技術(shù)復(fù)習大綱

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1、船舶試驗技術(shù)復(fù)習要點第一章模型試驗的基本理論1.1船舶性能實驗的途徑和內(nèi)容一.船舶性能實驗的途徑船舶性能實驗的作用：船舶性能實驗是研究船舶航行性能、進行船舶設(shè)計、發(fā)展船舶技術(shù)的重要方法。船舶性能實驗有以下兩種途徑：1.實船試驗實船試驗是實船在實際環(huán)境條件下進行的試驗。實船試驗?zāi)塬@得實船的最終性能；但實船試驗受自然環(huán)境條件的限制，需要花費大量的人力、物力、財力和時間。雖然船模試驗在許多方面具有實船試驗不可比的優(yōu)點，但實船試驗也仍是研究船舶性能中不可缺少的方法。2.船模試驗船模試驗是用船模在實驗室內(nèi)進行試驗。船模試驗不受自然環(huán)境條件的限制，試驗內(nèi)容可以多種多樣，且可重復(fù)進行。有些破壞性試驗，例

2、如船舶翻沉原因試驗等，只有采用船模試驗。此外，船模試驗花費的人力、物力、財力和時間都比實船試驗少得多。船模試驗結(jié)果要用恰當?shù)膿Q算方法，來預(yù)報實船的性能。由于船模的試驗狀態(tài)與實船不可能完全相似，而采用的換算方法也不可能考慮到影響船舶性能的所有復(fù)雜的因素，因此船模試驗也有其局限性。二、進行船舶性能實驗的意義：1.預(yù)報新船的性能指標；2.比較不同船舶的性能優(yōu)劣；3.驗證理論研究和數(shù)值模擬的結(jié)果；4.發(fā)現(xiàn)新的船舶特性、開發(fā)新的船舶技術(shù)。1.2相似準則一、幾何相似1.幾何形狀相同，且對應(yīng)尺寸成同一比例；Ls/Lm=CL（長度比尺）2.對應(yīng)角度相等。一般船模試驗應(yīng)滿足幾何相似的條件。但備用槳模自航試驗

3、就不滿足螺旋槳幾何相似。二、運動相似1.對應(yīng)點上的速度方向相同，大小成同一比例。即：Vs/Vm=Cv(速度比尺)2.對應(yīng)點通過對應(yīng)距離的時間也相同。即：Ct=ts/tm=(Ls/Vs)/(Lm/Vm)=CL/Cv(時間比尺)3.對應(yīng)點的加速度也相似。即：Ca=as/am=(Vs/ts)/(Vm/tm)=Cv/Ct(加速度比尺)三、動力相似船舶試驗常用的動力相似準則有：名稱型式物理意義備注雷諾數(shù)，ReReynoldsnumber慣性力/粘性力最重要的流體力學無因次參數(shù)傅汝德數(shù)，F(xiàn)rFroudenumber慣性力/重力出現(xiàn)于有自由表面時斯特羅哈數(shù)慣性力/粘性力研究螺旋槳性能全動力相似：如果船模

4、與實船的所有相似準數(shù)都相同，則船模與實船滿足全相似定律。進行船模試驗時，要求滿足全動力相似是不可能的(主要是Re數(shù)不能相同)。為此，只能要求滿足部分動力相似條件。第二章實驗誤差分析2.1測量誤差及其分類誤差是測量值xi與真值μ之差，即δi=xi-μ。了解誤差的種類、性質(zhì)、產(chǎn)生的原因，采取有效的方法來處理實驗測量值中的誤差，保證在一定條件下得到的試驗結(jié)果有一定程度的可靠性。根據(jù)誤差的性質(zhì)可分為：一、系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是在同一條件下多次測量同一量值時，其誤差的符號與絕對值大小保持恒定的誤差。又稱恒定誤差。系統(tǒng)誤差反映了測量的準確度。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因可以是測量工具不完善，試驗裝置安裝、布置及調(diào)整

5、不當，測量方法錯誤，測量人員的感覺器官和運動器官不完善，外界環(huán)境因素變化等。二、隨機誤差隨機誤差是在同一測量條件下，多次測量同一量值時，誤差的符號與絕對值的大小以不可預(yù)定的方式變化的誤差。隨機誤差反映了測量系統(tǒng)的精密度。隨機誤差是由許多尚未掌握的微小因素引起的。如溫度、濕度的變化、空氣振動、電壓波動、測量設(shè)備中零部件配合不穩(wěn)定、人員視覺和讀數(shù)技術(shù)的差異等因素造成的。隨機誤差可以用概率統(tǒng)計的方法加以描述和分析。三、粗大誤差粗大誤差是偶然發(fā)生的、數(shù)值偏大的誤差。粗大誤差是由于差錯引起的。測量時人為地讀錯、記錯，儀器儀表突然跳動，實驗狀態(tài)尚未達到預(yù)期的條件就匆忙開始測量和記錄等，都是引起粗大誤差

6、的原因。粗大誤差的測量值屬于“壞值”，在進行數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)當把它從測量值序列中剔除掉。2.2系統(tǒng)誤差分析系統(tǒng)誤差是固定的或按一定規(guī)律變化的誤差，不能用處理隨機誤差的方法來處理它。必須針對不同情況，采取不同的處理方法。系統(tǒng)誤差的存在對測量結(jié)果會有嚴重影響，必須消除或?qū)⑵浣档阶畹统潭取Ｅ袆e系統(tǒng)誤差存在的方法通常有以下兩種：1.觀察偏差的趨勢1）把測量數(shù)據(jù)的偏差按測量次序先后排列。如果發(fā)現(xiàn)偏差有規(guī)則地只向一個方向演變，例如前段的偏差為負號，后段的偏差為正號，則含有累積的系統(tǒng)誤差。2）按照測量的次序分別求出前半段和后半段數(shù)據(jù)偏差的總和。若兩段總和的差值顯著地不接近于零時，則含有累積的系統(tǒng)誤差。3）

7、把數(shù)據(jù)的偏差按測量順序排列。如果偏差的符號作周期性變化，則含有累積的系統(tǒng)誤差。4）如果是動態(tài)測量，則觀察其記錄曲線。若記錄曲線的平均水準線保持水平，則表明數(shù)據(jù)中不包含變化的系統(tǒng)誤差。若平均水準線由低到高或由高到低，則有累積的系統(tǒng)誤差；若平均水準線作周期性變化，則有周期性系統(tǒng)誤差存在；如果平均水準線作復(fù)雜規(guī)律變化，則有復(fù)雜變化的系統(tǒng)誤差。2.正態(tài)分布判別法1）用正態(tài)概率紙來判別。把測量數(shù)據(jù)列成頻率分布表，然后作圖，以數(shù)據(jù)值