Структура формул для расчета сопротивления воды. Коэффициент сопротивления

Одним из наиболее эффективных путей изучения сопротивления движению судна является экспериментальное исследование на моделях в гидродинамических лабораториях: опытовых бассейнах, гидролотках и аэродинамических трубах.

Чтобы по результатам испытаний моделей можно было с достаточной достоверностью судить о гидродинамических силах, возникающих на моделируемых натурных объектах, необходимо обеспечить подобие потоков, обтекающих натурный объект и его модель.

Различают три вида подобия: геометрическое, кинематические и динамическое.

Потоки жидкости, обтекающие натурное судно и его модель, называются геометрически подобными, если в них все сходственные линейные размеры находятся в одном и том же состоянии:

где l- модуль или масштаб геометрического подобия.

При соблюдении геометрического подобия отношение сходственных площадей натуры и модели равно квадрату масштаба подобия, а сходственных объемов — его третьей степени:

Потоки жидкости, обтекающие натурное судно и его модель, называются кинематически подобными, если их сходственные точки описывают геометрически подобные отрезки траекторий в течение сходственных промежутков времени , отношение которых одинаково для всех сходственных точек обоих потоков:

где t- масштаб времени.

Кинематически подобные потоки являются и геометрически подобными.

В кинематически подобных потоках отношение скоростей сходственных точек v_н и v_м в сходственные моменты времени постоянно и равно отношению масштабов линейных размеров и времени:

Кинематически подобные потоки будут динамически подобными, если отношение масс геометрически подобных сходственных объемов одинаково в обоих потоках: