船舶阻力/阻力組成部分
船舶在水面航行。通常將水視為不可壓縮的流體，粘度低。但是，為了研究阻力的組成部分，讓我們先假設船舶浸沒在理想流體中。然後，我們看看如果流體現在是粘性的，會發生什麼變化，最後看看將船舶帶到水面會發生什麼。
假設船舶浸沒在無限大的理想流體中，因此船舶遠離水面。作用在船舶上的靜力平衡力是作用在重心上的船舶重量，以及作用在整個表面上的壓力力，垂直於表面。如果物體是中性浮力的，那麼這些力將相等且相反。因此，流體靜力力的淨效應是抵消物體的重量。事實上，這就是所謂的阿基米德原理。
如果物體在運動，我們首先改變我們的參考系，使我們與物體一起運動，因此看到流體在相反方向運動。現在，壓力不再是純粹的流體靜力壓力。由於流體的運動，以及壓力和速度之間的關係，如伯努利方程所示，建立了流體動力學壓力。這種壓力沿著物體變化，在物體的開始和結束處最大。
作用在物體上的力總是垂直於物體。我們可以將這些力分解為沿運動方向的分量，以及垂直於運動方向的分量。由於物體的對稱性，我們可以看到橫向力成對存在，相反且相等，因此將相互抵消。縱向方向不一定是對稱的，但由於由物體引起的流動不連續性從物體開始並結束，因此船首處的淨阻力將與船尾處的淨支撐力相同。因此，作用在物體上的淨力為零。
這個悖論，即在穩態下在理想流體中運動的物體不會遇到阻力，首先是由達朗貝爾提出的，被稱為達朗貝爾悖論。
如果我們現在放寬我們關於流體粘度的假設，我們需要考慮粘性力。由於粘度，水相對於船舶的切向速度在表面上的所有點都為零。當我們遠離表面時，速度逐漸增加，直到在遠離物體一定距離處達到理想流體速度。這一層具有高速度梯度的層被稱為邊界層。
現在，粘性力與速度梯度成正比。因此，透過邊界層，作用在物體上的粘性力與速度方向相反。作用在物體表面的這種力被稱為阻力。阻力可以透過分解來研究。僅僅存在表面就會導致阻力，這被稱為二維阻力。船舶也有形狀，兩艘具有相同溼潤表面積但形狀不同的船舶將具有不同的阻力。這種阻力被稱為形狀阻力。
邊界層的形成也對流體動力學壓力力有影響。正如我們所說，速度在遠離表面一定距離處達到理想流體速度。這個距離被稱為邊界層厚度。厚度從船首增加到船尾。壓力力現在作用在有效物體上，即邊界層。作用在這個物體上的淨力為零，但由於邊界層厚度不均勻，船舶面臨著相同的阻力，但只獲得一部分尾部支撐壓力力。因此，由於粘度的影響，船舶上存在一個淨阻力壓力。這被稱為粘性壓力阻力。
除了在理想和粘性流體中的阻力之外，當物體在水面時，它將受到風阻、物體運動時產生的船體波以及流體本身的波浪的影響。
1. 附加阻力：如果船舶以風漂角航行，比如轉彎或側向有風力分量時，會產生升力（側向）。與升力相關聯的是附加阻力，這種阻力可能相當大，尤其對於帆船和船舶來說。當船體稍微側向移動時，一側（背風側）會產生高壓，另一側（迎風側）會產生低壓。壓差會導致從高壓到低壓的流動，通常是在龍骨和舵的底部或尖端，併產生縱向渦流。這些渦流包含留下的能量，因此與阻力分量相關聯，即附加阻力。
2. 附屬物阻力：這種阻力主要是粘性阻力，因此可以包含在粘性阻力中。然而，有理由將這個分量單獨處理。首先，基於支架、支柱等的弦長的雷諾數遠小於船體本身的雷諾數，因此需要單獨的縮放。其次，附屬物通常是流線型截面，對其適用單獨的經驗關係。對於帆船來說，附屬物截面的正確形狀對於良好的效能至關重要，尤其是因為這些附屬物通常以迎角操作。
3. 阻塞效應：在狹窄水域中，船體周圍的流動和造波受到限制表面的影響。這可能是淺水中的海底或運河的岸邊。所有阻力分量都可能受到影響。通常，這種影響被建模為由於限制壁的阻塞效應而產生的額外阻力分量。
4. 風阻：一個額外的阻力，可能很大，例如對於滿載的集裝箱船來說，就是風阻。船舶上正對相對風向的正面區域可能很大，而且集裝箱沒有空氣動力學形狀，因此在強風中可能會產生很大的力。即使在靜止的空氣中，實際上也存在一個風阻分量，儘管很小。這個分量，即風阻，在模型-船舶外推程式中被考慮在內。
5. 附加阻力：海況會對船舶造成額外的阻力。這主要是由於船體在海浪作用下運動時產生的波浪，但也由於在短波中發生的波浪反射。