Numero di Froude navale
Confronti la velocità dello scafo con le onde che genera: una lunghezza al galleggiamento di 100 m a 10 m/s dà un numero di Froude di 0,31933, nella fascia di transizione, dove la resistenza d’onda può cambiare in fretta. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Velocità
- 10
- Gravità
- 9,80665
- Lunghezza al galleggiamento
- 100
- Precisione
- 6
- Numero di Froude
- 0,31933
- Regime
- transition
Questo calcolatore determina il numero di Froude di una nave, cioè il rapporto adimensionale tra la velocità dello scafo e quella delle onde gravitazionali associata alla lunghezza al galleggiamento. Inserisca velocità, accelerazione di gravità e lunghezza in un sistema di unità coerente: otterrà Fn e un regime pratico basso, di transizione o alto. Il risultato consente di confrontare condizioni dinamicamente simili e individuare regioni in cui la resistenza d'onda può cambiare rapidamente. Il calcolo è deterministico, non usa la rete e rifiuta una lunghezza nulla.
Che cosa esprime il numero di Froude navale
Il numero di Froude basato sulla lunghezza confronta la velocità di avanzamento dell'imbarcazione con la velocità caratteristica delle onde gravitazionali superficiali, la cui scala è legata alla lunghezza al galleggiamento. La formula è Fn = V / sqrt(gL), dove V è la velocità, g l'accelerazione di gravità e L la lunghezza al galleggiamento. Poiché le unità si elidono, Fn è adimensionale e permette di confrontare una nave reale con un modello geometricamente simile nonostante dimensioni e velocità molto diverse.
Un valore basso descrive in genere effetti di formazione ondosa moderati; aumentando Fn cresce l'interazione fra scafo e sistema d'onde. Il calcolatore assegna il regime basso sotto 0.2, di transizione da 0.2 a meno di 0.4 e alto da 0.4 in poi. Sono fasce generali di confronto, non confini fisici universali.
La resistenza effettiva dipende anche da dislocamento, snellezza, assetto, appendici, forma dello scafo, profondità e stato del mare. Usi il regime per organizzare confronti o scegliere dove approfondire, non per sostituire prove in vasca, CFD o prove in mare. L'output riporta dati, precisione e formula; la classificazione usa il valore completo prima dell'arrotondamento.
Inserisca velocità, gravità e lunghezza coerenti
Le tre grandezze fisiche devono appartenere allo stesso sistema di unità. Nel sistema SI usi metri al secondo per la velocità, metri al secondo quadrato per la gravità e metri per la lunghezza al galleggiamento. Funzionano anche piedi al secondo, piedi al secondo quadrato e piedi, perché le dimensioni si elidono correttamente.
Non inserisca nodi insieme a gravità e lunghezza SI: converta prima i nodi in metri al secondo oppure tutte le grandezze in modo coerente. La gravità deve essere strettamente positiva. Lunghezze o velocità negative, valori mancanti, numeri non finiti e stringhe numeriche errate vengono rifiutati senza correzioni silenziose.
La precisione regola solo i decimali visualizzati, da zero a quindici. La classificazione usa il valore completo prima dell'arrotondamento, importante vicino a 0.2 e 0.4. Le grandezze originali presenti nella risposta rendono il calcolo verificabile.
Usi Fn per resistenza e modelli in scala
Il numero di Froude è particolarmente utile per pianificare prove su modelli o confrontare scafi affini. Per ottenere similitudine di Froude, il modello deve procedere a una velocità che renda il suo Fn uguale a quello della nave reale. Si conserva così il rapporto fra inerzia e gravità che governa la superficie libera, benché numero di Reynolds ed effetti viscosi di solito non coincidano.
Nel progetto preliminare, rappresentare resistenza o potenza rispetto a Fn consente di confrontare diverse lunghezze su un asse adimensionale comune e riconoscere picchi, avvallamenti o rapida crescita della resistenza ondosa. Fn contestualizza anche i punti di prova, ma non stima potenza, resistenza totale, velocità limite dello scafo, squat o limiti operativi sicuri. In acque basse servono anche parametri basati sulla profondità.
Conservi velocità esatta, g, definizione della lunghezza e precisione, perché lunghezza fra le perpendicolari e fuori tutto non sostituiscono automaticamente quella al galleggiamento di progetto. Il calcolo nel browser è gratuito. Errori espliciti impediscono a lunghezze vuote o nulle di alterare i confronti.
Casi d'uso
Scalare una prova in vasca
Renda uguali i numeri di Froude del modello e della nave scegliendo velocità dinamicamente simili.
Confrontare curve di resistenza
Disponga risultati di scafi con lunghezze diverse su un unico asse di velocità adimensionale.
Verificare un punto operativo
Stabilisca se una velocità prevista ricade in un regime di Froude basso, di transizione o alto.
Domande frequenti
Quali unità deve inserire?
Usi un insieme coerente, come m/s, m/s² e m, oppure ft/s, ft/s² e ft. Non mescoli direttamente nodi e unità SI.
Le fasce di regime prevedono la resistenza totale?
No. Sono riferimenti generali; contano anche viscosità, forma, dislocamento, assetto, appendici, profondità e condizioni operative.
Come si calcola il numero di Froude di una nave?
Si divide la velocità dello scafo per la radice quadrata della gravità per la lunghezza al galleggiamento. Le unità si annullano, quindi il risultato è adimensionale e consente di confrontare una nave reale con il suo modello in scala.
Che numero di Froude ha una nave di 100 m a 10 m/s?
Circa 0,31933, nella fascia di transizione. Si ottiene dividendo 10 m/s per la radice quadrata di 9,80665 per 100 m; questa fascia va da 0,2 fino a poco sotto 0,4.
L’arrotondamento cambia l’etichetta di regime?
No. La fascia si sceglie sul valore completo non arrotondato, quindi un numero mostrato come 0,2 o 0,4 può restare appena sotto il limite. La precisione cambia solo i decimali visibili, da 0 a 15.
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Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
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429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
L'uso interattivo è gratuito; ogni richiesta API costa $0.002.
Inserisca velocità, gravità e lunghezza coerenti
La velocità può essere zero, producendo Fn = 0 e regime basso. Anche la lunghezza deve essere positiva; zero restituisce `invalid_input`, perché sqrt(gL) sarebbe zero e il rapporto indefinito. Gli alias velocity, v, g e lwl agevolano le integrazioni.
Usi Fn per resistenza e modelli in scala
Ogni richiesta API riuscita costa $0.002 e porta lo stesso algoritmo deterministico in fogli elettronici, software di progetto, pipeline di test e applicazioni didattiche.
Domande tecniche
Quale formula usa il calcolatore?
Applica la relazione basata sulla lunghezza Fn = speed / sqrt(gravity × waterline length).
Che cosa accade con lunghezza al galleggiamento zero?
La richiesta fallisce con invalid_input perché il denominatore diventa zero e il numero di Froude è indefinito.
Quanto costa il calcolo tramite API?
Ogni richiesta API riuscita costa $0.002. Il calcolo interattivo nel browser è gratuito.