船舶静力学.doc

1、1船舶静力学简答题1、简述表示船体长度的三个参数并说明其应用场合？答：船长L Length船长包括：总长，垂线间长，设计水线长。总长 （Length overall）oaL自船首最前端至船尾最后端平行于设计水线的最大水平距离。垂线间长 (Length Between perpendiculars)p首垂线（F.P.）与尾垂线（A.P.）之间的水平距离。首垂线 ：是通过设计水线与首柱前缘的交点可作的垂线（设计水线面）尾垂线 ：一般舵柱的后缘，如无舵柱，取舵杆的中心线。军舰：通过尾轮郭和设计水线的交点的垂线。水线长 (Length on the waterline)： wlL平行于设计水线面的任一

2、水线面与船体型表面首尾端交点间的距离。设计水线长：设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。应用场合：静水力性能计算用： pL分析阻力性能用： wl船进坞、靠码头或通过船闸时用： oa2、简述船型系数的表达式和物理含义。答：船型系数是表示船体水下部分面积或体积肥瘦程度的无因次系数，它包括水线面系数 、中横剖面系数 、方形系数 、棱形系数 （纵向棱形系数） 、垂向棱形系wpCMCBpC数 。船型系数对船舶性能影响很大。V2（1）水线面系数 与基平面平行的任一水线面的面积与由船长 L、型宽 B)(wpC所构成的长方形面积之比。 （waterplane coefficient）表达式： LBACw

3、p物理含义：表示是水线面的肥瘦程度。（2）中横剖面系数 中横剖面在水线以下的面积 与由型宽 B 吃水所构MMA成的长方形面积之比。(Midship section coefficient)表达式： dBACm物理含义：反映中横剖面的饱满程度。（3）方形系数 船体水线以下的型排水体积 与由船长 L、型宽 B、吃水B d 所构成的长方体体积之比。 （Block coefficient）表达式： dBLC物理含义：表示的船体水下体积的肥瘦程度，又称排水量系数(displace coefficient)。（4）棱形系数 纵向棱形系数 (prismatic coefficient)p船体水线以下的型排水

4、体积 与相对应的中横剖面面积 、船长 L 所构成的棱柱体mA积之比。3表达式： LACMpMmCdBdMpLC物理含义：棱形系数表示排水体积沿船长方向的分布情况。5、垂向棱形系数 、 (Vertical prismatic coefficient)vp船体水线以下的型体积 与相对应的水线面面积 ，吃水 d 可构成的棱柱体积之比。wA表达式： wpBwpwvp CdLCdA物理含义：表示排水体积沿吃水方向的分布情况。 （具体说明，U，V 型剖面）3、简述船体近似计算方法的基本原理并说明其精度关系。答：（1）梯形法（最简便的数值积分法）基本原理：用若干直线段组成的折线近似地代替曲线。即：以若干个梯

5、形面积之和代替曲线下的面积。（2）辛氏法梯 形 法 假 设 曲 线 为 折 线 ， 若 假 设 计 算 曲 线 为 抛 物 线 ， 则 称 抛 物 线 法 ， 即 辛 氏 法 。4基本原理，采用等分间距以若干段二次或三次抛物线近似地代替实际曲线，计算各段抛物线下面积的数值积分法。（3）乞贝雪夫法基本原理：应用不等间距的各纵坐标值之和，再乘以一个共同的系数来得到曲线下的面积。用 次抛物线代替实际曲线，采用不等间距的几个纵坐标计算抛物线下的面积。 nninyLyLA121)(（4）采用不等间距的纵坐标和不同的乘数 niinypLypypLydx 121)(精度关系：梯 形 法 辛 浦 生 法 乞贝

6、雪夫法高斯法4、简述提高船体近似计算精度的方法答： （1）选择合适的近似计算方法（2）增加中间坐标（3）端点坐标修正（以半宽水线图为例）5、简述船舶的平衡条件答：船舶平衡条件：（1）重力=浮力 = ；（2）重心 G 和浮心 B 在同一条铅垂线上。6、简述船舶的浮态并说明其表示参数船舶浮于静水的平衡状态称为浮态；船舶的浮态有正浮、横倾、纵倾、任意状态（横倾+纵倾）四种，表示参数分别为吃水、横倾角 ，纵倾角 ；(1)正浮：船舶漂浮于静水面，船体中纵剖面和中横剖面都垂直于水面的一种浮态，5ox,oy 轴水平，无横倾和纵倾；正浮浮态表示参数：吃水 d（2）横倾状态船舶自正浮状态向左舷或右舷方向倾斜的一

7、种浮态。ox 轴是水平的，中纵剖面与铝垂面成一角度，即正浮时水线面与横倾后的水线面的夹角 （横倾角）船舶横倾的大小以横倾角表示 有正负：正值，右舷方向横倾；负值，左舷方向横倾。浮态表示参数吃水 d ，横倾角 （3）纵倾状态船舶自正浮位置向船尾方向或船首方向倾斜的一种浮态。oy 轴是水平的，船体中纵剖面垂直于水面中横剖面与铝垂平面相交成一角度，即正浮时水线面与纵倾后水线面相交的角度 “纵倾角” ，船舶纵倾大小用首尾吃水差和纵倾角表示。正负：首倾为正值；尾倾为负值。浮态表示参数：平衡吃水 ，纵倾角2AFd（4）任意状态（横倾+纵倾）浮态表示参数：平衡吃水 ， ，纵倾角 ，横倾角2AFd7、简述船舶

8、重量的分类。答：（1）固定重量：（ ）包括船体钢料，木作舾装、机电设备mfhW火及武器等，它们的重量在使用过程中是固定不变的，也称空船重量（Light Ship Weight）或船舶自重的重量。6空船重量 LW= mfhW（2） 变动重量：包括货物、船员、行李、旅客、淡水、粮食、燃油、润滑油 以及弹约，这类重量的总和就是船的载重量。（Displacement Weight）船舶排水量=空船重量 LW+载重量 DW8、简述排水量和浮心坐标计算的方法。答：计算方法有两种： 水下体积沿 轴垂向分割； 1 oz水下体积沿 轴纵向分割。 2 x即根据： 水线面计算排水体积； 1横剖面计算排水体积。 29

9、、简述每厘米吃水吨数的含义并说明其用途。答：船舶吃水平行于水线面增加（或减小）1cm 时引起排水量增加（或减小）的吨数称每厘米吃水吨数。（ ）10wATPC3mtTPC 每厘米吃水吨数，只与 有关（ 常数）由于 随 变化而变化，固此 TPC 也将随吃水不同而异，将 TPC 随吃水的变化绘制成wAd曲线 ，称为每厘米吃水吨数曲线，该曲线的形状与水线面面积曲线完全相似。)(zfTPC应用：已知船舶 TPC 曲线便可查出吃水 d 时的 TPC 数值，能迅速求出卸小量货物（不超过排水量 10%）以后的平均吃水变化量 ， pt TPC卸超过 10%排水量不适用，因吃水变化较大，TPC 就不能看成常数，通

10、常利用排水量曲线求解。710、如何利用邦戎曲线求解船舶在纵倾状态下的排水量和浮心坐标。答：步骤如下：根据船舶首尾吃水 和 ，在邦戎曲线图上作出纵倾水线 分别交 和FdA 1LWsiA的曲线得ZfMoy0 21,10oysnsM根据量出的数值绘制横剖面面积曲线 以及横剖面静矩曲线xfsxfMoy根据横剖面面积曲线的特性可知道 Ad21sxMxyozB21通过横剖面静矩曲线 及特性可得foyAsdxZoyxoyB2111、简述船舶的平衡状态。8答： (a)图：重心 G 在稳心 M 之下： 方向与倾斜力矩相反为稳定平衡，R 0GM(b) 图：重心 G 在稳心 M 之上，倾斜力矩与 同向，加大倾斜，原

11、来的平衡状态不R稳定，为不稳定平衡 0(c) 图：重心 G 和稳心 M 重合， 0R外力消失不会回复也不会倾斜，原来的平衡状态是中性的，为中性平衡或称随遇平衡12、简述船舶初稳性公式的用途及局限性。答：初稳性公式 可见横稳性SinMGR高或初稳性高越大，抵抗倾斜力矩能力越大。 小角度时，（取决于排水量，重心高MSinR度浮心移动的距离）（1）初稳性公式的用途判别水面船舶能否稳定平衡，其衡准条件是 ；0GM船舶在营运过程中，应用初稳性方程式处理船内重物移动以及装卸重物后，调整船舶的浮态，确定新的初稳性高。（2）初稳性公式的局限性对于水面船舶，当它满足稳定平衡时，仅能说明船舶在倾斜力矩消失后，具有

12、能自行从微倾状态恢复到初始平衡位置的能力，并不标志着船舶同时满足不至倾覆的条件；9只能应用于小倾角稳性的研究，对于大倾角稳性不适用。13、船舶静水力曲线包括哪几类哪些曲线？答： 浮性曲线（8 条）型排水体积(Volume of displacement)曲线、总排水量曲线，浮心纵向坐标 曲线，Bx浮心垂向坐标 曲线，水线面面积 (Area of waterplane)曲线，漂心纵向坐标 曲线，BZWA F每厘米吃水吨数 (Tons per one cm immersion)曲线。TPC 稳性曲线（3 条）横稳性半径 曲线；纵稳性半径 曲线；每厘米纵倾力矩 （moment to MBLBMTCc

13、hange trim one cm）曲线 船型系数曲线（4 条）水线面系数 曲线；中横剖面系数 曲线；WPCMC方型系数 系数；棱形系数 曲线 BP14、简述减小自由液面对初稳性影响的措施。答：（1）结构措施 降 低 了 船 的 初 稳 性减 小 船 的 初 稳 性 高 ,xiGM可见自由液面面积越大，ix 亦很大，失掉初稳性，为了减小自由液面对初稳性的不利影响，使自由液面的面积惯性矩 ix 尽量小，所以在船内设置纵向舱壁。说明一个设置纵向舱壁对减小自由液面影响的效果：1241233lblilbixx分 成 两 部 分1041的 不 利 影 响 可 减 小 至等 分 后 自 由 液 面 对 稳

14、 性同理证明，三等分，减小至 ，所以，宽度较大的油舱，291n进 步 推 论 几 等 分 后水舱都要设置纵向舱壁。（2）营运过程中的措施在配载时应根据各液体舱柜的装载情况，进行自由液面对初稳心高度影响的修正。在营运过程中，使用各舱柜时应注意尽可能使其装满或空舱，以减少具有自由液面的舱柜数。在开航前应认真检查上甲板两舷排水口是否畅通，并防止航行过程中堵塞。注意纵向水密分隔是否有漏水连通现象。注意各舱室是否有不必要的积水。甲板上浪和实际自由液面大于计算时假定情况，是导致初稳心高意外地严重降低，从而发生倾覆事故的重要原因。航行中遭遇严重上浪。应恰当采取减速改向措施，并注意排除排水口堵塞障碍。15、简述船舶倾斜试验的目的和注意事项。答：倾斜试验的目的是确定船舶的重量和重心位置，试验的结果要求精确可靠。注意事项1风力不大于 2 级，晴天，地点应选在静水的遮蔽处所，尽可能使船首正对风向和水流方向，最好在坞内，2不妨碍船的横倾，系泊缆绳全部松开。3自行移动的物体应设法固定，机器停止运转，试验无关的人员均应离船，在船上的人员都应固定，不能随意走动。4船柜抽空或注满，消除自由液面的影响。5试验结果修正到空载状态。16、简述提高船舶稳性的措施。提高船舶稳性的措施两方向：（1）提高船舶的最小倾覆力矩 （力臂 ） ；qMql