简称叠模,是以水线面作为中心面,然后放置上下两个对称模型,即可测量尾部的流动和压力分布。
是船舶水动力计算中的一种简化方法,即将船舶的水下部分相对于水线面做镜面映射,利用重叠图形的运动来代替真实船舶在具有自由面的液体中的运动,流动的刚性边界也同时得以反应。整个流动以与未受扰动带自由面相一致的水平面为对称平面。由于船舶在水面运动的自由表面是未知的,因而,采用重叠船舶计算船舶真实流场时可以不考虑船体兴波的影响。现代CFD(计算流体力学)理论利用重叠船舶加RANS方程求解船舶水动力问题已成为一种成熟的手段。但是,随着人来计算能力的提升,未来考虑粘性和兴波相互影响是CFD的一种发展趋势,特别是采用VOF,LS等自由面捕捉技术逐步发展应用,未来有替代重叠船模的趋势。
除了在普通船池中进行拖曳试验确定位置导数和控制导数外,也可以在低速风洞中进行。因为在较低的傅氏数下,自由表面可以作为具有映象作用的固壁。而低速风洞中空气可以看成是不可压缩的粘性流体。这样,一个以水线面为对称面的重叠船模在风洞中的流体动力将可与船舶在水中直线运动的水动力相模拟。在风洞中风速代替拖车运动,模型静置成不同β角或δ角,同样可测得测向力及力矩。只要注意到空气与水粘性系数与密度的不同进行相应的换算即可。
当水流以一定速度向浮桥的桥脚舟流来时,舟体以其浸水部分阻碍水流运动,水流因受阻碍而在水面产生波浪,舟首产生壅水,导致舟体表面各点动水压力发生变化,并带来兴波阻力。
实际上,由于水流和舟体的相对运动,水流的自由表面发生了变化,这个变化大小与相对运动的速度关系很大。兴波阻力是由于水流能量被用去形成波浪,即被用去使水分子振动。因此,该阻力完全是由重力引起的,与水流的黏滞性无关。
当水流以一定速度向浮桥的桥脚舟流来时,舟体以其阻水和黏性制动作用使水流在其尾壁产生漩涡,尾区发生的漩涡运动,使舟体尾端的压力减低,因而产生了一种阻力,即漩涡阻力。由于这一压力阻力与舟体形状有很大关系,故又称之为形状阻力。漩涡产生的原理是界层内水流质点在相对运动中水的黏性作用,使自己的机械能出现耗损,最终引起界层的分离,产生漩涡。
船体湿表面积亦称“浸水面积”。船体在静浮状态时浸没在水中的船体表面的面积。在船舶阻力计算中,通常指设计水线下船体的型表面面积,该值直接影响船体的阻力。
粘压阻力就是由粘性引起的物体前后压力差所产生的压差阻力。
船体在实际流体中,由于水的粘性而形成边界层并在一定条件下会产生边界层分离。边界层分离后在船尾部形成许多不稳定的漩涡,与水流一起被冲向后方。漩涡的产生使船尾部压力下降,造成了船首尾的压力差,这样便产生了阻力。这种由粘性消耗水质点的动能而形成首尾压力差,继而产生的阻力称为粘压阻力。