船舶试验技术复习大纲

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1、1.1船舶性能实验的途径和内容一.船舶性能实验的途径船舶性能实验的作用：船舶性能实验是研究船舶航行性能、进行船舶设计、发展船舶技术的重要方法。船舶性能实验有以下两种途径：1.实船试验实船试验是实船在实际环境条件下进行的试验。实船试验能获得实船的最终性能；但实船试验受自然环境条件的限制，需要花费大量的人力、物力、财力和时间。虽然船模试验在许多方面具有实船试验不可比的优点，但实船试验也仍是研究船舶性能中不可缺少的方法。2.船模试验船模试验是用船模在实验室内进行试验。船模试验不受自然环境条件的限制，试验内容可以多种多样，且可重复进行。有些破坏性试验，例如船舶翻沉原因试验等，只有采用船模试验

2、。此外，船模试验花费的人力、物力、财力和时间都比实船试验少得多。船模试验结果要用恰当的换算方法，来预报实船的性能。由于船模的试验状态与实船不可能完全相似，而采用的换算方法也不可能考虑到影响船舶性能的所有复杂的因素，因此船模试验也有其局限性。二、进行船舶性能实验的意义：1.预报新船的性能指标；2.比较不同船舶的性能优劣；3.验证理论研究和数值模拟的结果；4.发现新的船舶特性、开发新的船舶技术。1.2相似准则一、几何相似1.几何形状相同，且对应尺寸成同一比例；Ls/Lm=CL（长度比尺）2.对应角度相等。一般船模试验应满足几何相似的条件。但备用桨模自航试验就不满足螺旋桨几何相似。二、运动

3、相似1.对应点上的速度方向相同，大小成同一比例。即：Vs/Vm=Cv(速度比尺)2.对应点通过对应距离的时间也相同。即：Ct=ts/tm=(Ls/Vs)/(Lm/Vm)=CL/Cv(时间比尺)3.对应点的加速度也相似。即：Ca=as/am=(Vs/ts)/(Vm/tm)=Cv/Ct(加速度比尺)三、动力相似船舶试验常用的动力相似准则有：全动力相似：如果船模与实船的所有相似准数都相同，则船模与实船满足全相似定律。进行船模试验时，要求满足全动力相似是不可能的(主要是Re数不能相同)。为此，只能要求满足部分动力相似条件。2.1测量误差及其分类误差是测量值xi与真值μ之差，即δi=xi-μ。

4、了解误差的种类、性质、产生的原因，采取有效的方法来处理实验测量值中的误差，保证在一定条件下得到的试验结果有一定程度的可靠性。根据误差的性质可分为：一、系统误差系统误差是在同一条件下多次测量同一量值时，其误差的符号与绝对值大小保持恒定的误差。又称恒定误差。系统误差反映了测量的准确度。系统误差产生的原因可以是测量工具不完善，试验装置安装、布置及调整不当，测量方法错误，测量人员的感觉器官和运动器官不完善，外界环境因素变化等。二、随机误差随机误差是在同一测量条件下，多次测量同一量值时，误差的符号与绝对值的大小以不可预定的方式变化的误差。随机误差反映了测量系统的精密度。随机误差是由许多尚未掌握

5、的微小因素引起的。如温度、湿度的变化、空气振动、电压波动、测量设备中零部件配合不稳定、人员视觉和读数技术的差异等因素造成的。随机误差可以用概率统计的方法加以描述和分析。三、粗大误差粗大误差是偶然发生的、数值偏大的误差。粗大误差是由于差错引起的。测量时人为地读错、记错，仪器仪表突然跳动，实验状态尚未达到预期的条件就匆忙开始测量和记录等，都是引起粗大误差的原因。粗大误差的测量值属于“坏值”，在进行数据处理时，应当把它从测量值序列中剔除掉。2.2系统误差分析系统误差是固定的或按一定规律变化的误差，不能用处理随机误差的方法来处理它。必须针对不同情况，采取不同的处理方法。系统误差的存在对测量结

6、果会有严重影响，必须消除或将其降到最低程度。判别系统误差存在的方法通常有以下两种：1.观察偏差的趋势1）把测量数据的偏差按测量次序先后排列。如果发现偏差有规则地只向一个方向演变，例如前段的偏差为负号，后段的偏差为正号，则含有累积的系统误差。2）按照测量的次序分别求出前半段和后半段数据偏差的总和。若两段总和的差值显著地不接近于零时，则含有累积的系统误差。3）把数据的偏差按测量顺序排列。如果偏差的符号作周期性变化，则含有累积的系统误差。4）如果是动态测量，则观察其记录曲线。若记录曲线的平均水准线保持水平，则表明数据中不包含变化的系统误差。若平均水准线由低到高或由高到低，则有累积的系统误差

7、；若平均水准线作周期性变化，则有周期性系统误差存在；如果平均水准线作复杂规律变化，则有复杂变化的系统误差。2.正态分布判别法1）用正态概率纸来判别。把测量数据列成频率分布表，然后作图，以数据值为横坐标，以累计概率为纵坐标，连线如图所示。如果各点在一条直线上（尤其是中间点），则表明测得的数据服从正态分布，只含随机误差，而无系统误差。反之，表示测量数据含有系统误差。2）用公式来判别。若测量数据只含随机误差，则数据与算术平均值的平均偏差δ与标准差σ间有下列关系：