流應(yīng)用體力學(xué)在船只中的應(yīng)用

1、流體力學(xué)在船只中的應(yīng)用 船，人類最早的運(yùn)輸工具之一。 它連接了七大洲，把文明傳向世界在科學(xué)知識(shí)的海洋里，我們乘坐探 索之船，向那片未知的水域駛進(jìn)。 其實(shí)，船在航行過程中會(huì)受到很多因素的影響，比如水的阻力、水流速度等。因此流體力學(xué)的運(yùn)用，可以提高船舶的運(yùn)行速度和效率。 u船舶的分類 推進(jìn)器是為船舶提供動(dòng)力的工具。按推進(jìn)器的作用方式可分為主動(dòng)式和反應(yīng)式兩類?？咳肆蝻L(fēng)力前進(jìn)的纖、帆等為主動(dòng)式，槳、櫓，明輪、噴水推進(jìn)器、螺旋槳等為反應(yīng)式。竹筏竹筏帆船帆船提供動(dòng)力原理一般人對(duì)于帆船往往認(rèn)為是被風(fēng)推著跑的。其實(shí)風(fēng)的動(dòng)力以兩種形式作用于帆，帆船的最大動(dòng)力來源是所謂的“伯努利效應(yīng)”。當(dāng)空氣流動(dòng)得快的時(shí)候，在

2、正面擋住它的物體就會(huì)受到空氣的沖擊，這種沖擊產(chǎn)生的壓力我們稱為動(dòng)壓力。當(dāng)帆船順風(fēng)行駛時(shí)，就是空氣對(duì)帆的動(dòng)壓力推動(dòng)帆船前進(jìn)的。由“流速增加，壓強(qiáng)降低”的伯努利原理知道，當(dāng)空氣向一個(gè)方向流動(dòng)時(shí)，它向側(cè)面作用的力就要相對(duì)減小。也就是說氣體流動(dòng)速度越大的地方，動(dòng)壓力壓強(qiáng)越大，而靜壓力壓強(qiáng)越小。流速愈小的地方，動(dòng)壓力壓強(qiáng)愈小而靜壓力壓強(qiáng)愈大。這樣氣體流速小的地方對(duì)流速大的地方就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向的壓力，這個(gè)力稱為靜壓力。當(dāng)迎風(fēng)駛帆時(shí)，船正是在風(fēng)的靜壓力推動(dòng)下前進(jìn)的。木舟（槳提供動(dòng)力）以明輪提供動(dòng)力的船明輪提供動(dòng)力的原理 蒸汽機(jī)帶動(dòng)明輪，使槳輪轉(zhuǎn)動(dòng)，槳輪上葉片潑水，推動(dòng)船舶前進(jìn)。由于蒸汽機(jī)船上裝有明輪，故這種

3、裝有蒸汽機(jī)帶動(dòng)明輪來推進(jìn)的船舶稱為輪船。 以噴水推進(jìn)器為動(dòng)力的船推進(jìn)器模型噴水推進(jìn)器原理 噴水推進(jìn)器是用水泵作動(dòng)力，將水從船底孔吸入，經(jīng)舷部管子，把水從船后方向排出，靠水的反作用力來推進(jìn)船舶。以螺旋槳為動(dòng)力的船螺旋槳提供動(dòng)力的原理 螺旋槳是指靠槳葉在空氣中旋轉(zhuǎn)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的裝置或有兩個(gè)或較多的葉與轂相連，葉的向后一面為螺旋面或近似于螺旋面的一種船用推進(jìn)器。螺旋槳分為很多種，應(yīng)用也十分廣泛，如飛機(jī)、輪船等。根據(jù)流體力學(xué)提高船速和效率的方法 材料學(xué) 提供降低摩擦力的船舶表面涂料和材料，根據(jù)設(shè)想，使油漆涂料利用和和水分子類似的張力作用可以使摩擦力大幅度減小，從而使船舶速度有效提高。主要面臨的問題是這種材料的造價(jià)高昂和污染性問題。 結(jié)構(gòu)學(xué) 將船舶的表面結(jié)構(gòu)制造成摩擦力最小的形狀，目前最可靠的形狀是水滴形，這種結(jié)構(gòu)將流體力學(xué)應(yīng)用到最佳狀態(tài)，根據(jù)測(cè)試可以提高船速60%90%以上，能大幅度降低能源損耗。 仿生學(xué) 目前最被科學(xué)家看好的方法，就是采用設(shè)備模擬水下海豹、海豚等動(dòng)物在水下高速運(yùn)動(dòng)時(shí)能在身體表面產(chǎn)生一張水膜的方式，在航行器表面制造出一個(gè)封閉式的水泡，是航行器完全包裹在這種水