粘性阻力

船舶航行时所受到的因流体粘性所产生的阻力

粘性阻力是指船舶航行时所受到的因流体粘性所产生的阻力(R)，包括摩擦阻力和粘性压阻力。摩擦阻力一股占粘性阻力的主要部分。粘性阻力很难与其他阻力成分分开，故不易精确量得。多用尾流测量法近似得到，要将属于兴波阻力的破波阻力成分剔除。理论计算也尚未有满意的方法。实用中对常规水面船舶可按国际船模试验水池会议ITTC l 978预报法求得船模或实船的粘性。

简介

由于液体的粘性对运动物体产生的阻力。粘性阻力包括摩擦阻力和粘性压差阻力。摩擦阻力产生于水对船本表面的粘着作用，在船舶行驶总阻易中占比重最大达50%以上。缩短铪长，减少船的浸水面积可减小摩擦阻力。粘性压差阻力是因粘性引起船旨、尾压力差而产生，其值同船体、特别是船尾部形状有关。采用流线形和加大船体长宽比可减小粘性压差阻力。

性质

粘性阻力来自绕物体流动肘的粘性影响，它是摩擦阻力和形状阻力之和，并且对于不同形状的物体或船舶，它们之间的关系可在很大范围内变化。

当船舶或其它物体沿液面运动时，其阻力是摩擦阻力与兴波阻力之和。若用实验的方法将这些分量分离出来还需要运用附加的假设。对于在连续介质中或深潜在自由液面之下的运动物体可进行粘性阻力的研究；同样的，对于沿自由液面运动的，其速度不会引起兴波的船舶和模型也可进行粘性阻力的研究。

从绕流结构的特点和粘性阻力系数随物体的雷诺准数的变化关系出发，可将物体分为流线型物体或非流线型物体。

对于流线型物体，边界层将平顺地自尾缘离去，并在物体后面形成一个具有连续分布的旋涡的、而通常是湍流流态的伴流区。这种物体的粘性阻力的70~100%是摩擦阻力。

对于非流线型物体，在绕它流动时边界层将发生离体，而流体动力尾迹在柱形物体的后面将由涡列组成，或在空间物体的后面将由更复杂的套圈式的旋涡组成。这些物体的粘性阻力基本上(有时是全部)由形状阻力组成。

降低粘性阻力的方法

因为粘性阻力在船舶之总阻力的平衡中起主要的作用，而对深潜物体而言，在多数情形下它甚至占这个数量的100%，所以研究降低它的途径是一个很重要的任务。对于流线型的物体，因为它们的形状阻力不大，所以主要的注意力应放在降低摩擦阻力的方法上面。

减小形状阻力

1、采用流线型外形

被绕流体如采用圆头、尖尾细长剖面形的流线型体，由于其上所形成的逆压梯度较和缓，流体质点能够克服逆压与粘性摩擦而流至尾部。这样，采用流线型体就能阻止或至少推迟边界层的分离，从而达到减小形状阻力的目的。诸如水泵、水轮机的叶片和机翼等采用流线型体，就是这个道理。

2、边界层控制

对于一些剖面形状或尺寸有特定要求的物体，如其表面逆压梯度又很大时，为了避免边界层分离，必须采取边界层控制的办法：前缘缝翼是航空上采用的一种控制边界层的方法。这是在主翼前端安装一个小的辅翼(图1a)，二翼间留有一个进口宽，出口窄的小隔缝，流体经它流向机翼的上表面时，流速加快，于是便增加了上表面边界层流体的动能。这样就可以使上表面边界层不致在翼前部发生分离。在壁面上开缝，把边界层内迟滞下来的流体吸走，流来新的，具有较大动能的流体，这样也能避免边界层的分离(图1b)。这是控制边界层、避免分离的又一个办法。这个办法，首先被勃朗特应用于阻止管道扩大处的边界层分离。

减小摩擦阻力

采取上述措施后，避免或推迟了边界层的分离，从而形状阻力大为降低，这时，摩擦阻力便突出了起来。为了进二步减小粘性阻力，便需要降低摩擦阻力了。

由于层流边界层在物面上所产生的切应力要比紊流小的多，故为了减小摩擦阻力，应使物面上的层流边界层尽可能地长，也就是应使层流边界层转变为紊流边界层的转换点尽可能往后推移毒由于加速流动比减速流动更容易使边界层保持层；流，…因此只要把绕流物体的最大速度点位置尽可能盾移，也就是把披绕流物体；．洳翼型)的最大厚度点位置尽可能向后移，就可以使边界层保持尽可能长的层流段，从而达到减小摩擦阻力的目的。但须注意，这时对物面租糙度要求很严，否则边界层仍旧保持不了层流。

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