有的橡皮艇气舱尾部是尖的,有的是圆的,有什么区别?
http://www.seaeagle.com/SportRunabouts.aspx
seaeagle的船全部都是用圆的,他们是这样解释的:
Rounded pontoons for fast planing
Larger, more powerful outboards often cause bow rise in other boats. Our Sport/Runabouts have rounded rear pontoons to get you up on a plane in the shortest possible time.
为高速而设计的圆形气舱
在其他品牌的船上安装更大更强的船外机经常引起船头上翘。而我们的运动艇的尾部圆形设计可以使船在最短时间内起飞。
照这样解释,应该是圆头的浮力大,尾部不易下沉。
但是尖头的应该阻力小才对啊?到底那种比较合理?
当然是尖的好咯,圆头的我见后面的水花比较大,尖屁股的水花很漂亮。
尖的好呀?还真不知道呀
这个和船的设计速度有关,不同速度下船尾端的结构不同,阻力也不同。一般情况下,在水面的低速船采用尖船尾阻力比较小,像皮划艇,而高速船可以采用更平的截面,如最常见的玻璃钢快艇。
湍流 湍流是流体的一种流动状态。当流速很小时,流体分层流动,互不混合,称为层流,或称为片流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。这时的流体作不规则运动,有垂直于流管轴线方向的分速度产生,这种运动称为湍流,又称为乱流、扰流或紊流。
流体作湍流时,阻力大流量小,能量耗损增加。实验证明,能量耗损E与速度的关系为
△ E= kv2 式中k是比例系数,它与管道的形状、大小以及管道的材料有关。式中的v是平均流速。在自然间中,我们常遇到流体作湍流,如江河急流、空气流动、烟囱排烟等都是湍流。
这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时,黏滞力对流场的影响大于惯性力,流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减,流体流动稳定,为层流;反之,若雷诺数较大时,惯性力对流场的影响大于黏滞力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易发展、增强,形成紊乱、不规则的湍流流场。
流态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。一般管道雷诺数Re<2300为层流状态,Re>4000为湍流状态,Re=2300~4000为过渡状态。
有效地描述湍流的性质至今仍然是物理学中的一个重大难题。
注:右图为当层流遇到障碍物时转变为湍流
空气动力学中的湍流
空气动力学中的湍流指的是短时间(一般少于10min)内的风速波动。换言之,湍流指的是最高频谱峰值。
湍流产生原因主要有两个:
1.当空气流动时,由于地形差异(例如,山峰)造成的与地表的“摩擦”;
2.由于空气密度差异和气温变化的热效应空气气团垂直运动。
这两种运动往往相互关联。
尼采的意思是低速船尖尾好,高速船圆尾好吗?
seagle网站上的解释大概是圆尾能提供更大的浮力,可以使用更重的机器,并保持船身姿态更好的起飞。(这样岂不是说低速也是圆尾好?)
船舶运动的阻力 船舶运动时,船体的水线下部分浸入水中,其馀部分则处在空气中。因此,船舶运动时受的总阻力包括水阻力和空气阻力。由于水的密度远大于空气的密度,因此水阻力是主要阻力。水阻力按产生的原因,可分为粘性阻力和兴波阻力。
粘性阻力 由于水的粘性作用引起的阻力,包括摩擦阻力和旋涡阻力。摩擦阻力产生于水对于船体表面的粘附作用,在船舶总阻力中所占比重最大。摩擦阻力对低速船可占总阻力的80%;对高速船也要占50%左右。减小摩擦阻力的途径是缩短船长、减小浸水表面积和提高船体的表面光洁度。旋涡阻力又称形状阻力或粘性压差阻力,它是水流经船体表面时因粘性引起首尾的压力差而形成的,其值同船体尤其是船体尾部的形状有关。如尾部线型过于丰满,就容易产生旋涡,增加旋涡阻力。减小旋涡阻力的途径是加大船舶长宽比和采用流线形船体。
兴波阻力 是船舶航行时兴起的重力波引起的阻力,对高速船特别重要,其大小取决于船的航速及长度。它们的关系可用弗劳德数Fr表示:
式中v为航速(米/秒);g为重力加速度(米/秒2);L为船长(米)。如果Fr大于0.35,兴波阻力即超过摩擦阻力而居主要地位,但一般运输船舶的弗劳德数都在0.35以下。减小兴波阻力的主要途径是改进船型及改变航行方式。通过系列船模试验研究,现在可以得到兴波阻力较小的船型及合理的船舶主尺度比和船型系数。船舶航行时兴起的波浪一般有首波和尾波二个波系。如果船型选择适当,可以使二个波系产生有利干扰,而使兴波阻力减少,如在船首设一球鼻也可产生附加波系;使波的干扰有利兴波阻力减小。船舶若能脱离水面腾空航行或潜水航行,则可避免波浪的产生及不产生兴波阻力。
低速时候粘性阻力起主要作用,而高速的时候兴波阻力会成为更主要的阻力。
如何减少兴波阻力还是没看明白