
【機】 area of water surface
dip; immerse; soak; steep; swim
【醫】 dip; immerse; immersion; infusion
surface; water
accumulate; amass; long-standing; product; store up
【醫】 product
浸水面積(Jìnshuǐ Miànjī)是船舶與海洋工程領域的專業術語,指船體在設計水線下與水接觸的實際表面積。其标準英文對應詞為wetted surface area(縮寫:WSA),在船舶流體力學和阻力計算中具有核心地位。
幾何定義
浸水面積指船舶靜浮于水中時,船體水下部分與水接觸的總表面積。該面積隨船舶吃水、縱傾角變化而動态變化,是計算摩擦阻力的關鍵參數。
來源:《船舶設計手冊》(國防工業出版社)
工程意義
該參數直接影響船舶摩擦阻力(約占總阻力的50%-80%),計算公式為:
$$ R_f = frac{1}{2} C_f rho V S $$
其中 ( S ) 為浸水面積,( C_f ) 為摩擦系數,( rho ) 為水密度,( V ) 為航速。
來源:《船舶原理》(上海交通大學出版社)
《英漢船舶近海工程詞典》(上海譯文出版社)
浸水面積:wetted surface area. 船舶水線以下與水接觸的表面積,用于阻力與推進計算。
《海事漢英分類詞典》(大連海事大學出版社)
浸水面積:wetted surface. 船舶設計術語,指船體浸沒部分的濕表面積。
船舶設計優化
通過減小浸水面積可降低燃油消耗,現代船型采用球鼻艏、艉部優化設計以控制該參數。
案例:集裝箱船采用窄方艉設計減少浸水面積5%-8%(中國船級社《船舶能效設計指數導則》)
船模試驗标準
國際拖曳水池會議(ITTC)要求船模試驗中精确測量浸水面積,換算公式為:
$$ S{ship} = S{model} times lambda $$
其中 ( lambda ) 為縮尺比。
來源:ITTC 2017 Recommended Procedures
注:相關标準可通過國際标準化組織官網(iso.org)或中國标準線上服務(gbonline.cn)查詢完整内容。
浸水面積(或浸濕面積)是工程和水利領域中描述水體與接觸面相互作用範圍的重要概念,具體解釋如下:
浸水面積指水體在特定條件下(如滿水試驗、自然積水等)與容器或地面接觸的濕潤區域面積。例如,水池滿水試驗中,水滲入池壁和池底形成的濕潤區域面積,或自然環境中因排水不暢形成的積水區域範圍。
根據容器形狀和場景不同,計算方式有所差異:
圓形水池
使用公式:
$$
A = pi r cdot arcsinleft(frac{r-h}{r}right) - (r-h) sqrt{2rh - h}
$$
其中,( r )為水池半徑,( h )為水面高度。
適用場景:需精确計算水位變化對滲水面積的影響,如清水池設計。
矩形水池
簡化為:
$$
S = left(1 - frac{text{水位高度}}{text{池深}}right) times text{池底面積}
$$
適用場景:快速估算水位與池深的比例關系對浸濕面積的影響。
滿水試驗滲漏計算
結合表面積與水位變化:
( Q = frac{A_1}{A_2} left[ (E_1 - E_2) - (e_1 - e_2) right] )
其中,( A_1 )為水池表面積,( A_2 )為總浸濕面積,( E )和( e )分别為池内、外水位變化值。
注:以上信息綜合自網絡資料,具體應用建議結合實測數據或專業規範。
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