槳轉動時的切線速度的比值可以做到和實體螺槳的比值一樣，但若要求模型上的某一斷面週圍之水流與實體螺槳相對應位置之水流相似，便不可能了。
（三）動力相似
在船舶動力方面所考慮的作用力有慣性力、重力、摩擦力、壓力及昇力等動力相似；即要求船模上所受之上述各作用力中，任何二相關作用力之比值應與實船相等。此一條件亦不能完全滿足；因壓力、摩擦力等與船模與實船之比例並無一定之關係。
由前述幾點可知，理論上所推演得之關係，在試驗中均不能完全做到，那麼如何來試驗呢？有鑑於此，造船學者如W. Froude等便不得不做許多假設，採用各個擊破的方法來分析、試驗，然後再據累積的資料，來修正試驗結果逐漸的發展成為今日的船模試驗。下面便以船模阻力試驗為例來說明造船學者是如何來解決這些問題的。
當一艘船以某一速度航行時，其所受到之阻力為「總阻力」；但造成此阻力有多種原因，而且為了研討各種因素，故將總阻力依阻力之性質分為下列幾種﹕
1.表面摩擦：因水之粘性而產生，在慢速船隻中約佔70％，在快速船約佔40％。
2.渦流阻力：船體表面曲度若有驟變處，水之流線中斷而生渦流，是項渦流必須消耗能量，即代表一種阻力。
3.興波阻力：船航行於水面之上，水面因船行而生波浪，船行愈速，波浪愈高，是項波浪必須吸收能量方能維持，此能量取自航船，而成一阻力。
4.空氣阻力：船之上部，行動於空氣之中，產生摩擦、渦流等阻力。
像這樣的分類嚴格的說並非完全正確，因為前三種阻力是相互影響的，此一影響如何，至今尚為造船學者所致力研求的問題。
最初（十九世紀）英人 W. Froude 將阻力分為：
總阻力＝摩擦阻力十剩餘阻力。
即 Rt=Rf+Rr
並且根據此種分類訂定了比較阻力之比較律，此方法至今尚能與其他方法並用。
如果利用因次分析理論，考慮作用於船體的外力，則總阻力可用下式表示：
【瀏覽原件】
或化為無因次的阻力係數：
【瀏覽原件】
式中 ρ—水之密度
μ—水之粘性 L—船長
g—重力加速度 v—船速
p—壓力 s—船體與水接觸之面積
上式中之v／(gL)稱之為佛氏係數（Froude number），一般用【瀏覽原件】表示其意義即為慣性力與重力之比。vLρ／μ稱為雷氏係數（Reynold number），用Rn來表示，其意義為慣性力與摩擦力之比。P／(ρv)稱為空蝕數（cavitation number），為靜壓力與動壓力之比。若二幾何相似之船，其前述三係數均相等，便達到所謂動力相似之條件。但由理論上的推論可知船模與實船之佛氏、雷氏、空蝕數，不可能做到同時相等，因此在阻力試驗中即將阻力分為：
2
2
Rt=Rf+Rr
或化為無因次之係數
Ct=Cf+Cr
W. Froude 認為Cr僅與佛氏係數有關，即
Cr=f(Fn)
Reynold 認為Cr僅與雷氏係數有關，即
Cr=f(Rn)
佛氏根據他的理論導出了著名的比較律；即船模與實船之佛氏數相等時，船模之Cr值與實船之Cr值應相等，即
【瀏覽原件】m表船模，s表實船則 (Cr)m=(Cr)s或【瀏覽原件】時（此時之船模速度稱為對應速度）
(Rr)s／(Rr)m=(Ls／Lm)=λ
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在試驗室中無法做到船模與實船之雷氏數相等，因此摩擦阻力便要用其他方法求之，而船模阻力試驗主要便是在求船模之Rr並按比較律求實船之Rr而實船之總阻力即為：
(Rt)s=(Rr)mλ+(Rf)s
3
以上所述，目的在說明：理論與實驗如何相互配合解決問題﹔但問題本身並不如前述之單純，尚有許多疑難迄今尚在研討之中。
四﹑船模試驗的主要設備
（一）水槽
為配合本文第二節所述之各種試驗，而有不同形狀、大小、深淺之水槽，如供阻力及推進等試驗用之船槽（圖三）、供與船體運動有關之耐海性試驗池（圖四右）及操縱性能試驗池（圖四左）等。
船槽長度視船模與實船長度之比例、船模最大速度、曳引車加速度及其減速度、以及所需測量時間之長短而定。
船槽寬度與深度取決於所用之最大船模長度。如研究深海航行之船舶動態，則由船模運動所產生之波浪而由槽壁及槽底反射者應不影響船模動態為原則。一般言之，為達到此一要求，船槽寬度應不少於模型長度之兩倍，船槽水深應不小於模型長度。
（二）拖車
拖車為帶動船模行駛船槽之裝置（圖五），拖車行駛於船槽兩側軌道之上，拖車之最大、最小速度視船模可能試驗速度而定。
拖車自靜止狀態至試驗速度之加速度以及自試驗速度至停止狀態之減速度，在可能及適當範圍內，應愈大愈佳，且應為等加及等減速度。
拖車速度之穩定至為重要，車軌必須十分光滑，兩側壁頂端水平赤須十分準確，曳引車須配備所謂Ward-Leonard 裝置，四曳引車輪須予特別設計，方免車軌發生扭曲現象以及車身震動過鉅之憂。
（三）動力儀及測量記錄儀器
即用試測船體或螺槳模型所受之作用力，並記錄試驗結果，此等儀器之精密及靈敏性直接影響試驗結果，至為重要。
（四）水波產生器
目的在水槽中製造波浪，以試驗船舶在波浪中之性能，如圖三縱面圖右端所示。
五﹑我們的試驗室
經過多年的努力，我們的試驗室於民國五十七年在國家科學委員會、中國造船工程學會、中國驗船協會、中央研究院、台灣造船公司、台灣機械公司等單位之支持下，在國立台灣大學成立，其主要目標為：
（一）尋求船、 葉、舵及有關水中物體之最佳形狀及性能。
（二）配合造船工業之發展培植造船工程方面研究及技術人才。
其主要研究項目為：
（一）船模試驗工作：依據船用流體動力學原理及造船設計構想作船舶模型之試驗分析及研究工作。
（二）船用流體力學研究：配合船模試驗應用造船設計構想研究各種船形及水中物體在不同運動情況下與流體間之關係。
（三）造船設計研究：根據船用流體動力學及造船設計原理，輔以船模試驗以設計性能較優之船形。
（四）其他研究：包括船體結構、海洋工程、船舶工程及一般有關流體力學之研究工作。
歡迎有志青年來參加我們的行列。
作者通信處：台大造船研究所