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伴流

伴流是指船舶在水中航行 時,其附近的水受到船 體 運 動的影 響而 產生的跟 隨船 體 運 動的水流。 這 種水流 現象 稱 為伴流(wake)。伴流主要由以下三部分 組成:

摩擦伴流: 由於水 質 點具有粘性,水分子粘附在船 殼板上,外 層水分子粘附在 內 層水分子上 產生摩擦, 從而形成跟 隨船舶 運 動的水流。

勢伴流(或形 狀伴流): 由於船 體的形 狀和粘性的影 響,水流在 從船首向船尾的 運 動中,由 勢能 變 動能,又由 動能 變 勢能,因摩擦使船尾的 勢能比船首的 勢能低,同 時因船 體形 狀的 變化引起流 線的 變化而出 現 渦流,由此而 產生的伴流。

興波伴流: 由於船舶首尾的 壓力高( 過水 斷面大,流速低, 壓力高),船中 壓力低( 過水 斷面小,流速高, 壓力低) 產生 興波,由 興波而 產生的伴流。

伴流速度的大小 與船型和船 體表面的粗糙度、雷 諾 數等因素有 關。靠近船 邊的伴流速度大, 遠 離船 邊的伴流速度小;螺旋 槳 盤面上半 圓的伴流速度大,下半 圓的伴流速度小。此外, 當船速高 時伴流速度大,船速低 時伴流速度小,船速 為零 時,伴流速度亦 為零。

伴流是由船 體阻力 產生的,所以在船速Vs相等的 條件下,伴流速度越大,就意味 著船舶阻力越大,主 機必然耗 費更多的油, 產生更大的功率才能 達到相等的船速。因此,在建造船舶 時, 應 儘可能使船 體的 線型符合流 線, 儘可能使船 體表面平 淨光滑, 儘可能 減少船 體表面的突出物。