舰艇静力学：弗劳德阻力换算法

利用船模试验结果推算实船阻力时，船舶及其模型必须满足相似条件。由于实际中很难做到实船和船模的雷诺数相等，无法把船模试验结果简单按照缩尺比例进行放大，必须寻求换算方法。一般采用弗劳德阻力换算法。

1.弗劳德假设

（1）假定黏性和重力引起的现象互不相干。在这个假定下可以将黏性和重力所引起的阻力分开，在仅满足弗劳德数相等的条件下单独把重力引起的兴波阻力应用比较律进行计算。这个假定意味着实船和船模的兴波阻力系数不受雷诺数的影响，黏性阻力系数不受弗劳德数的影响。裸船体阻力系数可以分解为两个部分：

（2）假定比较律也适用于黏压阻力。按此假定，船舶阻力分为摩擦阻力和由兴波阻力、黏压阻力组成的剩余阻力两部分，且剩余阻力服从比较律。

（3）船体所受摩擦力可以用相当平板摩擦阻力估算，这意味着两者的差值也并入了剩余阻力之中。

2.弗劳德换算方法步骤

缩尺比船模的航速满足弗劳德数相似条件，即

据此进行阻力换算。具体步骤如下。

（1）开始试验获得船模的裸船体阻力Rtm。

（2）按照相当平板假设计算长度和表面积与船模相等的平板所受摩擦阻力，作为船模所受摩擦阻力的计算值Rfm。

（3）计算船模的剩余阻力Rrm：(https://www.xing528.com)

（4）根据弗劳德相似准则计算实船的剩余阻力Rrs：

此时实船对应的航速为

（5）按照相当平板假设计算实船所受的摩擦阻力Rff。

（6）给出实船裸船体阻力Rts：

当用阻力系数来表示上述推导过程时，也可以写成：

式中　Cts、Cfs、Crs——实船在vs下的裸船体阻力系数、摩擦阻力系数、剩余阻力系数；

Ctm、Cfm、Crm——船模在vm下的裸船体阻力系数、摩擦阻力系数、剩余阻力系数；

ΔCf——粗糙补贴系数。

弗劳德换算法以相当平板摩擦阻力曲线代替船体黏性阻力曲线作为换算线，因此也被称为二因次法。