1、1船舶原理 C思考题静力学部分1、船舶原理研究内容 ；船舶静力学 船舶阻力 船舶推进 船舶操纵性 船舶耐波性 2、船舶主尺度定义以及几何表达；1）船长 L：常用的船长有三种。总长 LoA：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 Lpp：首、尾垂线之间的水平距离；水线长 LWL：平行于设计水线面的任一水线与船体型表面首尾端交点的水平距离。2）型宽 B：指船体两侧型表面之间垂直于中线面的最大水平距离，一般为船长中央处的宽度。在设计水线处的宽度称为设计水线宽。3）型深 D：在甲板边线最低点量到龙骨线的垂直高度。4）型吃水 T：由龙骨线量到设计水线的垂直高度。5）干舷 F：在中横
2、剖面处，沿船侧由设计水线量到甲板边板顶面的垂直距离。F=D-T+甲板边板厚度3、船型系2 船型数定义及几何意义；船型系数是表示船体水下部分形状与肥瘦程度的无因次系数。1）水线面系数 Cw：与基平面平行的任一水线面面积 Aw 与由船长 L、型宽 B 所构成的长方形面积之比。2）中剖面系数 Cm：指中横剖面在水线以下的面积 Am 与由型宽 B、吃水 T 所构成的长方形面积之比。3）方形系数 Cb：船体水线以下的排水体积 与由船长 L、型宽 B、吃水 T 构成的长方体体积之比。4）纵向棱形系数 Cp：又称纵向棱形系数，是船体水线以下的型排水体积与由相对应的中横剖面面积WALBmCdBVdPmCAVP
3、WT2Am、船长 L 构成的棱柱体体积之比。C p=/ （A m*L）=/（C m*B*T*L）=C b/Cm5）垂向棱形系数 Cvp：船体水线一下的型排水体积 与由相对应的水线面积 Aw、吃水 T 所构成的棱柱体体积之比。C vp=/（A w*T）=/（C wp*L *B*T）=C b/Cwp4、浮态的分类与标志；1）正浮状态：船舶的基平面与水平面（以 WL 水线表示）平行，只用吃水 T 表示。2）横倾状态：船舶 Ox 轴与 WL 水线平行，但 Oy 轴与 WL 水线有一夹角 ，称为横倾角。3）纵倾状态：船的 Oy 轴与 WL 水线平行，Ox 轴不平行4）一般倾斜状态：船舶既有横倾，又有纵倾
4、5、什么是浮心、重心，用数学表达船舶漂浮的平衡条件，船舶为什么会产生倾斜；重力 W 是由船舶本身各部分的重量所组成的合力，合理的作用点 G 称为船舶重量的重心。浮力 F 是作用于船的排水体积的形心，称为浮心。正浮平衡条件：F=W 当重力与浮力不在同一铅垂线上时，即浮心与重心的横坐标或纵坐标不等时，会产生倾斜力矩，从而使船舶产生倾斜。6、船舶重量的分类，为什么分类，重量与重心计算的正确性为什么非常重要；1）固定重量 2）变动重量在实际运营中，装载情况总是变化的，船的排水量也将变化。而排水量直接决定浮力大小，所以需要分类。非常重要: （1）W 不正确导致吃水不对；（2）xg 不正确导致船舶纵倾；（
5、3）zg 不正确影响船舶的稳性和安全性。7、什么是浮性曲线，包括哪些曲线，各自的定义，其中每厘米吃水吨数曲线有哪些应用；船舶在正浮状态下，浮性参数随吃水而变化的关系曲线。水线面面积 Aw 曲线、漂心纵向坐标曲线 xf、排水体积曲线（型排水体积、总排水体积、排水量） 、3浮心纵向坐标 xb 曲线、浮心垂向坐标 zb 曲线：浮心垂向坐标随吃水 z 变化的曲线。每厘米吃水吨数曲线：正浮船舶当吃水改变 1 厘米所引起的排水量变化的吨数. 应用：以知吃水 T时的/cm，可用于计算装卸小量货物后的平均吃水变化量。8、由海入江，船舶是首倾还是尾倾？9、稳性定义，倾覆力矩，回复力矩，稳性分类，初稳性和大角稳性
6、主要研究船舶什么问题；稳性：船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，能自行回复到原来平衡位置的能力。分类：1）按作用力矩性质：静稳性、动稳性2）按倾斜方向：纵稳性、横稳性3）按倾斜角度：初稳性：指倾斜角度小于 10-15 度或上甲板边缘开始入水前的稳性；大倾角稳性：一般指倾角大于 10-15 度或上甲板边缘开始入水后的稳性。倾覆力矩 ：移动重物、碰撞、拖曳、风浪、回转 回复力矩 ：船倾斜后，水下部分体积形状发生了变化，浮心 B 点向一侧移动到 B1 点，使浮力与重力不再处于同一垂线上，形成一个与倾斜力矩对抗的力矩来阻止船的倾斜，此力矩称为复原力矩。10、等体积倾斜水线，浮心曲线，横
7、稳心，漂心，横稳心半径，初横稳性公式，初稳性高定义、计算及意义，规范对初稳性高有什么要求，如何提高初稳性，如何计算方形船的初稳性高；等体积倾斜水线：船舶受倾斜力矩作用发生倾斜，排水体积保持不变，W 1L1 是等体积倾斜水线。（结论：两等体积水线面的交线必通过原水线面 WL 的漂心。 ）浮心曲线：在等体积倾斜过程中浮心的移动轨迹称为浮心曲线。稳心：浮心曲线的曲率中心。稳心半径：是浮心曲率半径，即浮心与稳心之间的距离。横稳心：船横倾 角度，倾斜后的浮心作用线与正浮状态作用线交于 M 点，称为横稳心。横稳心半径：船横倾时，浮心曲率半径称为横稳心半径。漂心：漂心是水线面积的形心。初横稳性公式：Mr=G
8、Msin hMQ4初稳性高：稳心 M 到重心 G 之间的距离意义：1）初稳性高是衡量船舶初稳性的主要指标。横稳性高 GM 越大，回复力矩 Mr 也越大，抵抗倾斜力矩的能力越强。2）横稳性高是决定船舶横摇快慢的一个重要特征数。规范对初稳性高的要求：我国“海船稳性规定”要求初稳心高 GM0.15m；国际海事组织要求客船、货船的 GM0.15m，渔船的 GM0.35m。提高初稳性：降低重心高度 、增加船宽 、提高水线面系数 计算方形船的初稳性高： 11、如何判断船舶平衡的稳定性问题，并通过实例计算进行判断；G 在 M 之下（或 GM0） 稳定平衡G 在 M 之上（或 GM0） 不稳定性平衡G 和 M
9、 重合（或 GM=0） 中性平衡12、静稳性曲线，曲线特点有哪些，在图上标出如静倾力矩，静倾角，消失角，动倾力矩，动倾角，极5限静倾力矩，极限静倾角。 。 。 ）静稳性曲线：以倾角 为横坐标，以 Lr（或 Mr）为纵坐标绘成曲线，称为静稳性曲线。特点：1）静稳性臂曲线在原点处的斜率等于初稳性高 GM。在小角度时，静稳性臂与横倾角成正比2）最大回复力臂 Lm 对应极限静倾角 max3）船在恒定横倾力矩作用下一般有两个平衡位置，分别处于静稳性曲线的上升段交点和下降段的交点，上升段交点为稳定平衡位置，而下降段的交点为不稳定平衡位置。4）D 点为稳性消失角 r5）静稳性曲线下的面积表示倾斜力矩所作的功
10、全部转化为船舶的位能。6动倾力矩 Mh，动倾角 d阻力部分1、阻力定义及表达；当船舶以一定的速度航行时，将遭受周围流体对它的反作用力，这种与船舶运动方向相反的流体作用力称为船舶阻力。2、阻力分类；3、各阻力成分的成因，减阻措施；摩擦阻力 Rf：由于流体具有粘性，靠近船体表面有一薄层水随船一起前进，所带动的这薄层水具有能量，消耗的能量由船舶提供，这部分耗损称之。减阻：减小湿表面积；在排水量一定时，减小长宽比；减小粗糙度；气膜减阻。粘压阻力 Rpv：流体粘性在船体表而形成边界层并引起船体尾部流动分离，形成漩涡，由此降低了船体尾部的压力，使船体首、尾部产生压力差，形成压差阻力。这是由流体粘性引起的压
11、力阻力，所以称为粘压阻力。减阻：1)去流段长度满足 2) 后体收缩要缓和兴波阻力 Rw：船舶在水而航行时兴起波浪，波浪具有能量，其能量由船舶提供，这部分耗损称之。() (/) ()/751.36eststPVRkWmRkNhpg4.08rmLA7这种阻力是在没有粘性的流体中也会存在。减阻：船型本身：1）增加船长 2）船型优化 3）加球首、消波翼 4）加压浪板 5）双体船特种船：潜水船、小水线面船、水翼船、滑行船、气垫船4、航速如何划分的，阻力成分的讨论，对于不同速度段，其各阻力所占比例大小；低速船：摩擦阻力 70%-80%，粘压阻力 10%以上，兴波阻力很小高速船：兴波阻力 40%-50%，摩
12、擦阻力 50%，粘压阻力 5%5、阻力系数定义， ，12RCSV付汝德相似定律：1）几何相似 smL2）运动相似 smsnsVVFgL3）动力相似 wsmC（ 兴 波 阻 力 系 数 相 等 ）rrs（ 剩 余 阻 力 系 数 相 等 ）6、付汝德换算方法基本原理；这种方法将船体总阻力划分为两部分(二因次换算法因此得名) ，即“相当平板”8摩擦阻力和“剩余阻力” ，用符号表示有： tfrRt21stmmVCSV试 验 t trfrfC由相似定律有： ()rmrstsfrsf粗 糙 补 偿2t1stsRCSVtsPRV7、海军系数法的应用；海军系数 （ ）23=Pe=C设 计 母 型为排水量 主
13、机有效功率，单位马力 Hp 1Kw=1.36Hp某船装有功率为 2000 马力的主机，正常航速为 12 节，因锅炉故障，使主机功率下降 10，试估算航速将下降多少？推进部分1、推进器类型，螺旋桨类型，普通螺旋桨组成；推进器类型：橹、风帆推进、明轮推进器、螺旋桨推进器、喷水推进器、线摆推进器、吊舱推进器。螺旋桨类型：导管螺旋桨、对转螺旋桨、槽道螺旋桨、串列推进器普通螺旋桨组成：桨叶+桨毂+整流帽。2、螺旋桨几何参数定义，螺旋桨叶面构成，螺距三角形的构成及各参数含义；几何参数定义：直径 D: 螺旋桨旋转时，叶梢划过的圆形轨迹称为梢圆，梢圆的直径称为螺旋桨直径2/32/33 1/3221121/3/
14、21()() ()0.90.965.8.5864bbbbPVCVVPknkn9叶数 Z:螺距：母线绕旋转轴旋转一周，即转动 360 度，其沿轴线移动的距离称为而螺距，用 P 表示。螺距比 P/D：螺距 P 与直径 D 的比值。盘面比 AE/A0：伸张面积 AE 与盘面积 A0 之比。毂径比：毂径 dh 与螺旋桨直径 D 之比。 （叶面参考线与桨毂表面的交点到轴线的距离，称为桨毅半径）螺旋桨叶面构成：叶面、叶背、导边、随边、叶根、叶梢螺距三角形：3、速度三角形的构成及和对应参数含义；螺旋桨进速（轴向）AV螺旋桨周向速度2rn螺旋桨合进速R攻角ka4、螺距三角形与速度三角形之间关系，攻角及攻角对升力和阻力影响；10dD 为阻力，dL 为升力，dT 为推力，dF 为螺旋桨阻力攻角大，升力大；5、机翼产生升力的原因，螺旋桨产生推力的原因；机翼上面空气流速大，压力小；下面流速小，压力大，形成一个压力差，即升力。即可产生推力cosinisdTLdDF6、螺旋桨进程，螺旋桨水动力性能曲线及特点；进程：螺旋桨旋转一周在轴向前进的距离。 ApVhn为 前 进 速 度（进程越大，滑脱越大，则攻角越小）pT和 Q=f(h)7、螺旋桨敞水试验，螺旋桨敞水性征曲线及对应个参数定义；敞水试验：Va、n、T、Q 0
