大型船隻要如何降低風壓阻力?

目前爲止在設計船隻時,風壓所造成的阻力並沒有成爲太大的問題。理由是因爲空氣的密度大約只有水的800分之1,水面上船體所遭遇到的風壓阻力,只有水面下船體阻力的800分之1,相當於整艘船遭遇阻力的0.1%而已。

就跟汽車一樣,造船業在50年前出現了「流線型設計」的風潮。流體所形成的阻力,可以透過流線型的設計大幅降低。跟圓形的剖面相比,流線型剖面所承受的阻力大約是5分之1。這是因爲圓形剖面的形狀,會讓流體離開物體表面,這個現象稱爲「流體場分離」。分離后的流體會在物體後方形成大規模的亂流,減低壓力形成所謂的黏性壓差阻力。流線造型不會讓流體在物體表面產生分離,因此黏性壓差阻力非常的小。船隻在水下面的形狀,基本上都會以不讓流場分離的流線造型為基本。

到了最近,水面下的船身小,水面上船身大的船舶越來越多,讓船體所承受的風壓阻力漸漸開始受到矚目。游船、車輛渡輪、汽車運輸船、RORO貨船等,載運大量旅客,或是貨物重量較輕但是體積龐大,需要廣大空間的船隻,都在水面上有著巨大的船身。最近的貨輪也在甲板上裝著像是小山一般的貨櫃,讓水面上承受風壓的船身面積相對性增加。因此造船公司也提出將水面上船身改成流線型,或是採用弧面造型來減少風壓阻力的各種對策。