舰艇静力学：修长系数的影响

1.阻力随修长系数变化规律

修长系数Δ/（0.01L）3代表船体的瘦长程度，该系数越大意味着在同样的长度范围内排水量更大，船体肥短；反之，该系数小，表明船体瘦长。通过减小船长或增大排水量均可以增大修长系数，且当船长和排水量数值变化幅度相同时，船长变化引起修长系数的变化更大。湿表面积可按S=C 估算，代入式（9-1）可得单位排水量阻力：

兴波阻力主要受船体瘦长程度影响。当修长系数增大时，船体变瘦长，根据兴波阻力产生机理可知兴波阻力将显著减弱，即兴波阻力系数Cw减小；修长系数增大同时会引起船体湿表面积S增大，但是S增大的幅度远小于Cw减小的幅度。因此，兴波阻力总体上随修长系数的增大而减小。

摩擦阻力同时受摩擦阻力系数Cf和湿表面积S的影响。修长系数增加会使雷诺数Re有所增加，由Cf的计算公式可知Re增加会引起Cf缓慢减小，这是由摩擦阻力系数随雷诺数变化规律所决定的。Cf随修长系数减小的幅度要远小于湿表面积S随修长系数增大的幅度。因此，摩擦阻力总体上随修长系数增大而增大。

黏压阻力主要由艉部瘦长程度确定。舰艇艉部船体瘦长程度对黏压阻力系数Cpv的影响不可一概而论。通常认为船体细长对于减小黏压阻力是有利的。

2.不同船舶的修长系数选取

综上所述，增大修长系数会对摩擦阻力和剩余阻力产生完全相反的影响，修长系数对裸船体阻力的影响主要由兴波阻力和摩擦阻力成分占比决定。图9-2给出了泰勒系列船模在较低航速（Fr=0.208）和较高航速（Fr=0.298）时的单位排水量剩余阻力曲线。图9-3给出了各阻力成分随修长系数的变化趋势。

对于低速船，黏性阻力占主要部分，可达总阻力的70%以上，剩余阻力占比很小，因此减小修长系数有利于减小阻力；高速船的兴波阻力占比很大，甚至可以超过50%，适当增大修长系数有利于减小阻力。(www.xing528.com)

对于不同速度的船，可归结如下：

（1）低速、中速船修长系数宜取适当大一些；随着航速增大，降低修长系数对提高阻力性能是有利的。

（2）高速船的修长系数较低速船要小得多，所以高速船船型瘦长，低速船短而肥。

图9-2　修长系数对剩余阻力的影响

图9-3　修长系数对各阻力成分的影响

（3）从理论上说，对于给定航速的船舶，存在一个对应于最低阻力的最佳值，对应于不同航速应该存在修长系数的最佳曲线。