船舶阻力/阻力组成部分
船舶在水面航行。通常将水视为不可压缩的流体，粘度低。但是，为了研究阻力的组成部分，让我们先假设船舶浸没在理想流体中。然后，我们看看如果流体现在是粘性的，会发生什么变化，最后看看将船舶带到水面会发生什么。
假设船舶浸没在无限大的理想流体中，因此船舶远离水面。作用在船舶上的静力平衡力是作用在重心上的船舶重量，以及作用在整个表面上的压力力，垂直于表面。如果物体是中性浮力的，那么这些力将相等且相反。因此，流体静力力的净效应是抵消物体的重量。事实上，这就是所谓的阿基米德原理。
如果物体在运动，我们首先改变我们的参考系，使我们与物体一起运动，因此看到流体在相反方向运动。现在，压力不再是纯粹的流体静力压力。由于流体的运动，以及压力和速度之间的关系，如伯努利方程所示，建立了流体动力学压力。这种压力沿着物体变化，在物体的开始和结束处最大。
作用在物体上的力总是垂直于物体。我们可以将这些力分解为沿运动方向的分量，以及垂直于运动方向的分量。由于物体的对称性，我们可以看到横向力成对存在，相反且相等，因此将相互抵消。纵向方向不一定是对称的，但由于由物体引起的流动不连续性从物体开始并结束，因此船首处的净阻力将与船尾处的净支撑力相同。因此，作用在物体上的净力为零。
这个悖论，即在稳态下在理想流体中运动的物体不会遇到阻力，首先是由达朗贝尔提出的，被称为达朗贝尔悖论。
如果我们现在放宽我们关于流体粘度的假设，我们需要考虑粘性力。由于粘度，水相对于船舶的切向速度在表面上的所有点都为零。当我们远离表面时，速度逐渐增加，直到在远离物体一定距离处达到理想流体速度。这一层具有高速度梯度的层被称为边界层。
现在，粘性力与速度梯度成正比。因此，通过边界层，作用在物体上的粘性力与速度方向相反。作用在物体表面的这种力被称为阻力。阻力可以通过分解来研究。仅仅存在表面就会导致阻力，这被称为二维阻力。船舶也有形状，两艘具有相同湿润表面积但形状不同的船舶将具有不同的阻力。这种阻力被称为形状阻力。
边界层的形成也对流体动力学压力力有影响。正如我们所说，速度在远离表面一定距离处达到理想流体速度。这个距离被称为边界层厚度。厚度从船首增加到船尾。压力力现在作用在有效物体上，即边界层。作用在这个物体上的净力为零，但由于边界层厚度不均匀，船舶面临着相同的阻力，但只获得一部分尾部支撑压力力。因此，由于粘度的影响，船舶上存在一个净阻力压力。这被称为粘性压力阻力。
除了在理想和粘性流体中的阻力之外，当物体在水面时，它将受到风阻、物体运动时产生的船体波以及流体本身的波浪的影响。
1. 附加阻力：如果船舶以风漂角航行，比如转弯或侧向有风力分量时，会产生升力（侧向）。与升力相关联的是附加阻力，这种阻力可能相当大，尤其对于帆船和船舶来说。当船体稍微侧向移动时，一侧（背风侧）会产生高压，另一侧（迎风侧）会产生低压。压差会导致从高压到低压的流动，通常是在龙骨和舵的底部或尖端，并产生纵向涡流。这些涡流包含留下的能量，因此与阻力分量相关联，即附加阻力。
2. 附属物阻力：这种阻力主要是粘性阻力，因此可以包含在粘性阻力中。然而，有理由将这个分量单独处理。首先，基于支架、支柱等的弦长的雷诺数远小于船体本身的雷诺数，因此需要单独的缩放。其次，附属物通常是流线型截面，对其适用单独的经验关系。对于帆船来说，附属物截面的正确形状对于良好的性能至关重要，尤其是因为这些附属物通常以迎角操作。
3. 阻塞效应：在狭窄水域中，船体周围的流动和造波受到限制表面的影响。这可能是浅水中的海底或运河的岸边。所有阻力分量都可能受到影响。通常，这种影响被建模为由于限制壁的阻塞效应而产生的额外阻力分量。
4. 风阻：一个额外的阻力，可能很大，例如对于满载的集装箱船来说，就是风阻。船舶上正对相对风向的正面区域可能很大，而且集装箱没有空气动力学形状，因此在强风中可能会产生很大的力。即使在静止的空气中，实际上也存在一个风阻分量，尽管很小。这个分量，即风阻，在模型-船舶外推程序中被考虑在内。
5. 附加阻力：海况会对船舶造成额外的阻力。这主要是由于船体在海浪作用下运动时产生的波浪，但也由于在短波中发生的波浪反射。