发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
摘要：流体力对船航速的影响。船体隧道内外流体力的生成，与方向的操控正确与否决定着船各种设计性能的达标，直接影响经济效益。层流、涡流、湍流、低压吸合力的形成与消失， 降低艉下沉量，减小艏仰角，降耗提速减排。
关键词：影响 设计 经济效益 流体力学 排水量
流体的宏观运动规律和涡流吸合力的分析。 据流体力学概念，该隧道与假尾的配合不符合经济型设计，增加的航行阻力会使航速降低两节以上。
1. 隧道前段(车叶以前)涡流的形成以及对航速的影响。
水受外力的影响生成压力差，使之流动，由于流体斜压性和速度不一、方向不同，使流体形成小规律的旋转，成为漩涡。 在航行时，水流迅速进入隧道流向车叶的同时，水流本身要克服路途中的漩涡对它的吸引粘合力，同时增加了水流阻力。 只有流体不形成涡流，不通过表面粗糙及弯曲度大的船壳(船壳弯曲度大，流体流动曲线弧度就小)，才能减小水流阻力。 车叶前边的水流流动曲线弧度越大吸入阻力就越小，弧度越小吸入阻力就会越大(没有隧道的船壳，流体流动曲线弧度基本是平直的)，弧度小会在船的下部进水，使尾部产生向下的吸力，航行时加大后倾斜角度，增加航行阻力。 隧道在前方来水会增加向前的吸力，能提高航速。因此，隧道起点越向前越好。 隧道内三维流体各线型必须是自然流体式流线型，线型光顺，不要有忽扩忽缩、高低不平现象，以免形成涡流，影响航速。 该7901#船隧道进水曲线弧度太小，前来直流水突然改变流动方向，马上会产生两个不利于航速的作用力。 一个是船下水向隧道进水的同时产生了尾部向下的吸力，增加纵向倾斜角度(后倾角)。 二是水进入隧道的同时马上形成湍流(比层流阻力大)，后形成漩涡。 漩涡的方向是：在船的右侧看时，漩涡是顺时针旋转，在船的左侧看时，漩涡是逆时针旋转。 该漩涡生成粘合吸引力，两个吸力都是航行阻力，影响航行速度。
2. 推力、反作用力分析、假尾(跳水版)的负面影响。
车叶旋转形成车叶前后压力差，车叶向压力小的一方移动，升成推力，使船体前进。 该船在主机马力不变，车叶规格型号、性能、转速不变，船体排水量不变，水下型线阻力不变的前提下，要想再提高航速，只有减小隧道水流阻力和增强喷流反作用力。 减小隧道阻力就是隧道内前来水要畅通，让推进器(车叶)“吃个饱”。 增加喷流反作用力就是，束缚住喷流柱，推向反作用力强的区域，使船得到更大的前进力，迎来速度的经济性。 船在行驶时，船尾部形成空穴低压区(尾封板以后、船底线以上区域)，此处区域低于大气压更低于水压，因这个区域的水面低于船周围的水面，周围的水流都想马上来补充，但空气先到水后到，船壳更想回来补充，可是推进器正推着它前进。 要是没有空气来补充(假尾底部低于水面，隔绝了空气与这个低压区域的联系，空气无法进入)，就加大了“真空度”。对周围水流的吸力会更大，更想把水吸进来，把船拉回来(增加了航行阻力)。 所以假尾底部低于吃水线会影响航速。水补充就要艉底部和两舷部位以及隧道的水来补充。隧道喷出的水柱先补充(因为隧道喷口距空穴低压区最进)，其它部位的水后来补充(凑集来的水流又形成了大面积规律的湍流、涡流低压区)，(隧道喷口上沿与船底平齐的，和没有隧道的船，就不用考虑哪里来水补充了，因为当水柱喷出船壳时，水柱已经完成了推向反作用力强的区域)。高速时，隧道喷口以上、左、右全是低密度区域。用同样的力量和速度推向气体、液体和固体得到的反作用力是不同的，密度大的反作用力就强，密度小的反作用力就弱。 当上喷流(船底以上的喷流，就是喷流柱范畴内的上一小部分)喷出船壳时马上向上补充空穴低压区，这个低压区如同“真空吸尘器”，向上吸曲整个喷流柱向上推，提前推向上水层(上水层比下水层密度小)，提前来到水面，缩短了推力柱的受力长度，减小了船应该得到的反作用力(由于“真吸器”的吸力，该船喷流柱不得不进入这个“黑洞”)。喷出的水柱向左推，船尾就向右摆;向右推就向左摆;向上推船艉就向下落。隧道本身没有排水量，还加大了自重，隧道进水产生向下的吸力，又把水推向高于船底的方向，速度越快后倾角越大，使船抬头拖尾，改变了水流与船底壳之间的滑动角，船底下的水流不能畅通地滑向尾后，而是顶着船底向两舷压出，艉部拖着水流向前航行，两边卷起大的波浪，大大增大了水流阻力。 隧道口上沿要是与船底壳平齐，(在尾后向前看，看不到隧道口)水流向后下方推去，船会得到大的反作用力和升尾力，减小倾斜角，速度越快升尾力越大，隧道进水处再向前蔓延三米半以上，向下的吸力会变为向前的引力，速度越快艏部水流托力越大，艏艉同步升起，减小了水线面，减小了水流阻力，达到了设计要求。隧道前段有两个航行阻力，后段喷口又太高，喷向了反作用力低的区域，假尾又隔绝了空气对空穴区的补充，更加大了空穴区的“真空度”，提前把喷水柱吸曲到水面，等，这一切足以降低航速两节以上。
3. 隧道内流体的高效应用
设施隧道目的是减小吃水，提高浅滩通过性。设计不合理反而会加大吃水，1.隧道使尾部减少排水量、2.多了本身的重量、3.船下的水抽到尾部又推到上水层、4.水供应不足船体来补充、使艉部下降，加大了吃水量。 因此，要想吃水小，作用力大。隧道必须从前方供水，(增加向前的引力)。水流必须喷向尾后下方(增加升尾力)。总之前来畅 束下方(隧道进水从前方畅通过来，束缚住水流推向后下方)。只有这样才吃水小，提高航海经济性。不是越快越仰头，而是越快(艏艉同升)越想飞! 优良隧道的船(流体射流与导流)比没有隧道的船航速快。
4. 关于该船隧道修缮的看法
一、填充隧道前端,形成自然流体式线型，杜绝涡流的形成; 二、降低喷口。在隧道上壁，从车叶中间向后56毫米处开始，以中心线角度≥尾轴推力角度向后流线型填充，逐渐下拉蔓延到喷口边为止，喷口要缩口，杜绝喇叭口，缩口率在6%左右，使之把水流集中向后下方反作用力强的区域推去，增强反作用力，提高航速。隧道喷口边的上沿要与船底平齐，(在尾部向前看，看不到隧道口)。这样就要求有一个准确的点，这个点就是船体(底面)横剖线(肋骨线)与隧道纵中剖线的交点，这个交点就是尾封板的位置，也是隧道的终点。 这样一来，该船尾部(水线下)就要加长，才能找到这个准确的点。 三、假尾(跳水板)底部与尾封板接触处要高于水线70——80毫米，以便空气补充这“黑洞”。
5. 怎样建造吃水浅的船
船艏水下线是分水和压浪综合型的，艏中是分水型，两侧是压浪型，之间是隧道供水渠道(双机)，整体水下线是压浪型的。底部两舷进水角≤4度以下 ，隧道从艏到艉铺设整个船体，(前来畅 束下方)。车叶可高于水面，(车叶径的六分之一以下)，车叶与船壳距离为车叶径的十分之一左右(根据航行要求设计)。0.830米左右的水深，游船就可通过。(单体单机、单体双机、双体单机、双体双机各种隧道不同)。
