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船模的比例速度并不是简单地将速度也按与长度相同的比例缩小确定的。例如,一艘护卫舰实船总长75米,航速为28节(“节”为舰船航行速度单位,1节=1 海里/小时≈1.852公里/小时)。模型按1:50制作,总长为1.5米,模型的比例速度并不是28节/50≈0.288米/秒。
因为模型按照这一速度航行,它掀起的波浪(在船舶原理中称之为“兴波”)的情况也和实船不同。经过对舰船及其模型的长期研究后,一位名叫弗汝德的科学家终于首先找到了兴波情况与船的速度、长度之间的相互关系。指出两艘船型(船体的几何形状)完全一致的船,或者实船与它的模型之间,只有当它们的
V/√(gL)值(V—航迹,g—重力加速度,L—船的长度)相同时,它们的兴波情况才相似。人们把V/√(gL)称作弗汝德数,用符号Fr表示。
弗汝德的发现对于利用模型进行舰船研究有着极其重要的意义。因为现在几乎所有的大型新颖的商船或军舰在设计过程中,都得通过模型试验来检查它的性能,对设计进行验证和改进。一般船舶航行时所受的阻力中,兴波阻力是最主要的,因兴波而产生的各受力情况的变化又正是希望通过模型研究解决的主要问题。所有这些,都要求模型的兴波情况与实船十分相似,否则,模型试验就变成多余的了。
所谓比例速度,就是模型与实船的Fr值相同时的模型速度,此时两者才能有相似的兴波情况。
根据 Fr模型=Fr实船
V模型/√(gL模型)=V实船/√(gL实船)
则 V模型=V实船/√(L模型/L实船)= V实船/√M
式中 M称作模型比例,而V模型即为模型的比例速度
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