حساب رقم فرود للسفن
قارن سرعة البدن بالأمواج التي يصنعها: طول خط ماء 100 m بسرعة 10 m/s يعطي رقم فرود 0.31933 في النطاق الانتقالي، حيث قد تتغير مقاومة الأمواج بسرعة. مجاناً في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- السرعة
- 10
- الجاذبية
- 9.80665
- طول خط الماء
- 100
- الدقة
- 6
- عدد فرود
- 0.31933
- النظام
- transition
تحسب هذه الأداة رقم فرود للسفينة، وهو النسبة اللابعدية بين سرعة البدن وسرعة موجة الجاذبية المرتبطة بطول خط الماء. أدخلوا السرعة وتسارع الجاذبية والطول ضمن نظام وحدات متسق، فتحصلون على Fn وتصنيف عملي للنطاق إلى منخفض أو انتقالي أو مرتفع. تفيد النتيجة في مقارنة الحالات المتشابهة ديناميكيًا وتحديد المناطق التي قد تتغير فيها مقاومة تكوين الأمواج بسرعة. الحساب حتمي ولا يستخدم الشبكة، ويرفض طول خط ماء يساوي صفرًا بدل إرجاع قسمة غير معرّفة.
ما الذي يعبّر عنه رقم فرود للسفن
يقارن رقم فرود المعتمد على الطول سرعة تقدم السفينة بالسرعة المميزة لموجات الجاذبية السطحية التي يرتبط مقياسها بطول خط الماء. تكتب العلاقة Fn = V / sqrt(gL)، حيث تمثل V السرعة، وتمثل g تسارع الجاذبية، ويمثل L طول خط الماء. وبما أن الوحدات تُختزل، يكون Fn بلا أبعاد، مما يتيح مقارنة سفينة بالحجم الكامل بنموذج مشابه هندسيًا رغم اختلاف الطول والسرعة اختلافًا كبيرًا.
تشير القيمة المنخفضة عادة إلى حركة تكون فيها تأثيرات تكوين الأمواج محدودة نسبيًا، وتزداد استجابة البدن لمنظومة الأمواج مع ارتفاع Fn. تصنف الأداة القيمة الأقل من 0.2 على أنها منخفضة، والقيمة من 0.2 إلى أقل من 0.4 انتقالية، والقيمة 0.4 فأعلى مرتفعة. هذه نطاقات عامة للمقارنة وليست حدودًا فيزيائية صارمة لكل بدن.
فالمقاومة الفعلية تتأثر أيضًا بالإزاحة والنحافة والاتزان الطولي والزوائد وشكل البدن والعمق وحالة البحر. استخدموا التصنيف لتنظيم المقارنات أو لاختيار منطقة تستحق تحليلًا أدق، وليس بديلًا عن تجارب حوض القطر أو CFD أو التجارب البحرية. تتضمن النتيجة المدخلات والدقة والصيغة، ويستند التصنيف إلى القيمة الكاملة قبل التقريب.
أدخلوا السرعة والجاذبية والطول بوحدات متسقة
يجب أن تنتمي المقادير الفيزيائية الثلاثة إلى نظام وحدات متسق واحد. في نظام SI يمكن إدخال السرعة بالمتر في الثانية، والجاذبية بالمتر في الثانية المربعة، وطول خط الماء بالمتر. ويمكن أيضًا استخدام القدم في الثانية والقدم في الثانية المربعة والقدم، لأن الأبعاد تُختزل بصورة صحيحة.
لا تخلطوا سرعة بالعقدة مع الجاذبية والطول بوحدات SI؛ حوّلوا العقد أولًا إلى متر في الثانية، أو حوّلوا جميع المقادير معًا. يجب أن تكون الجاذبية موجبة تمامًا، وكذلك طول خط الماء. تُرفض السرعات أو الأطوال السالبة والقيم المفقودة والأعداد غير المنتهية والنصوص العددية سيئة الصياغة، ولا تُصحح ضمنيًا.
تقبل الأداة أسماء بديلة شائعة مثل velocity وv وg وlwl لتسهيل التكامل. تتحكم الدقة فقط في عدد المنازل العشرية المعروضة، من صفر إلى خمس عشرة. ويستخدم التصنيف القيمة الكاملة قبل التقريب، وهو أمر مهم قرب 0.2 و0.4.
كما أن إعادة المدخلات الفيزيائية ضمن الاستجابة تسهّل تدقيق الحساب.
استخدموا Fn في دراسات المقاومة وتحجيم النماذج
يفيد رقم فرود خصوصًا عند تخطيط اختبارات النماذج أو مقارنة أبدان مترابطة. ولتحقيق تشابه فرود، ينبغي تشغيل النموذج بسرعة تجعل Fn له مساويًا لقيمة السفينة الكاملة. يحافظ ذلك على العلاقة بين القصور والجاذبية التي تحكم نمط السطح الحر، مع أن رقم رينولدز والتأثيرات اللزجة لا يتطابقان عادة في الوقت نفسه.
في التصميم الأولي، يساعد رسم المقاومة أو القدرة مقابل Fn في مقارنة أطوال خطوط ماء مختلفة على محور لابعدي مشترك، ورصد القمم أو القيعان أو الزيادة الحادة في مقاومة الأمواج. كما يضع Fn نقاط التجارب في سياقها، لكن الأداة لا تقدّر القدرة ولا السحب الكلي ولا سرعة البدن الحدية ولا الهبوط ولا حدود التشغيل الآمن. تتطلب المياه الضحلة مؤشرات إضافية تعتمد على العمق.
احتفظوا بالسرعة الدقيقة وg وتعريف الطول والدقة، لأن الطول بين العمودين أو الطول الكلي لا يحل تلقائيًا محل طول خط الماء التصميمي. الحساب في المتصفح مجاني. تمنع أخطاء التحقق الصريحة طولًا فارغًا أو صفريًا من إفساد مقارنة المقاومة.
حالات الاستخدام
تحجيم اختبار في حوض القطر
طابقوا رقم فرود للنموذج مع السفينة الكاملة عند اختيار سرعات اختبار متشابهة ديناميكيًا.
مقارنة منحنيات المقاومة
ضعوا نتائج أبدان ذات أطوال خطوط ماء مختلفة على محور سرعة لابعدي مشترك.
فحص نقطة تشغيل تصميمية
حددوا ما إذا كانت السرعة المقترحة تقع ضمن نطاق فرود منخفض أو انتقالي أو مرتفع.
الأسئلة الشائعة
ما الوحدات التي ينبغي إدخالها؟
استخدموا مجموعة متسقة مثل m/s وm/s² وm، أو ft/s وft/s² وft. لا تخلطوا العقد مباشرة مع قيم SI.
هل تتنبأ تصنيفات النطاق بالمقاومة الكلية؟
لا. إنها نطاقات عامة؛ وتؤثر أيضًا اللزوجة والشكل والإزاحة والاتزان والزوائد والعمق وظروف التشغيل.
كيف يُحسب رقم فرود للسفينة؟
تُقسم سرعة البدن على الجذر التربيعي لحاصل ضرب تسارع الجاذبية في طول خط الماء. ولأن الوحدات تُلغي بعضها، تكون النتيجة بلا وحدة وتسمح بمقارنة السفينة الحقيقية بنموذجها المصغر مباشرة.
ما رقم فرود لسفينة طولها 100 m بسرعة 10 m/s؟
نحو 0.31933 في النطاق الانتقالي. وينتج من قسمة 10 m/s على الجذر التربيعي لحاصل ضرب 9.80665 في 100 m، ويمتد هذا النطاق من 0.2 حتى ما دون 0.4 بقليل.
هل يغيّر التقريب تصنيف النطاق؟
لا. يُحدَّد النطاق من القيمة الكاملة قبل التقريب، لذا قد يقع رقم معروض بقيمة 0.2 أو 0.4 دون الحد بقليل. ولا تغيّر الدقة إلا عدد المنازل العشرية المعروضة، من 0 إلى 15.
أدوات ذات صلة
للمطوّرين — الوصول عبر API
كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.
الـEndpoint
صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.
استدعِ الخدمة من بيئتك
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"speed":10,"gravity":9.80665,"waterline_length":100}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"speed": 10,
"gravity": 9.80665,
"waterline_length": 100
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"speed": 10,
"gravity": 9.80665,
"waterline_length": 100
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"speed":10,"gravity":9.80665,"waterline_length":100}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"speed":10,"gravity":9.80665,"waterline_length":100}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)مثال على الطلب
{
"speed": 10,
"gravity": 9.80665,
"waterline_length": 100
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "earth.froude_wave_ship",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.
الأسعار
السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.
الأخطاء
| HTTP | الرمز | المعنى |
|---|---|---|
401 | unauthorized | مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك. |
402 | insufficient_balance | رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة. |
404 | unknown_type | نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب. |
429 | rate_limited | تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة. |
ملاحظات تقنية
الاستخدام التفاعلي مجاني، وتكلفة كل طلب آلي ناجح عبر API هي $0.002.
أدخلوا السرعة والجاذبية والطول بوحدات متسقة
يجوز أن تكون السرعة صفرًا، وعندئذ تكون Fn = 0 ويكون النطاق منخفضًا. يؤدي الطول الصفري إلى `invalid_input` لأن sqrt(gL) يصبح صفرًا وتغدو النسبة غير معرّفة.
استخدموا Fn في دراسات المقاومة وتحجيم النماذج
وتكلفة كل طلب API ناجح هي $0.002، وبذلك يتاح الحساب الحتمي نفسه لجداول البيانات وبرامج التصميم ومسارات الاختبار والتطبيقات التعليمية.
أسئلة تقنية
ما الصيغة التي تستخدمها الحاسبة؟
تستخدم العلاقة المعتمدة على الطول Fn = speed / sqrt(gravity × waterline length).
ماذا يحدث إذا كان طول خط الماء صفرًا؟
يفشل الطلب بالرمز invalid_input لأن المقام يصبح صفرًا ويكون رقم فرود غير معرّف.
ما تكلفة الحساب عبر API؟
تكلفة كل طلب API ناجح هي $0.002. أما الحساب التفاعلي في المتصفح فهو مجاني.