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《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oa L（Length overall）
——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pp L(Length Between perpendiculars)
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[wl L](Length on the waterline)：
——平行于设计水线面的任一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：pp L
分析阻力性能用：wl L
船进坞、靠码头或通过船闸时用：Loa
2、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wp C 、中横剖面系数M C 、方形系数
B C 、棱形系数p C （纵向棱形系数）、垂向棱形系数Vp C 。船型系数
对船舶性能影响很大。
（1）水线面系数)(αwp C ——与基平面平行的任一水线面的面
积与由船长L 、型宽B 所构成的长方形面积之比。（waterplane coefficient ）
表达式：L B A C w wp ?=
物理含义：表示是水线面的肥瘦程度。
（2）中横剖面系数[][βM C ]——中横剖面在水线以下的面积
M A 与由型宽B 吃水所构成的长方形面积之比。(Midship section
coefficient)
表达式：d B A C M
m ?=
物理含义：反映中横剖面的饱满程度。
（3）方形系数[[]δB C ]——船体水线以下的型排水体积?与由船长L 、型宽B 、吃水d 所构成的长方体体积之比。（Block coefficient ）
表达式：d B L C B ???
=
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[[]?p C ]——纵向棱形系数 (prismatic
coefficient)
船体水线以下的型排水体积Δ与相对应的中横剖面面积m A 、
船长L 所构成的棱柱体积之比。
表达式：L
A C M p ??=
M M M m C d B A d B A C ??=→?=
M B
M p C C L d B C C =????=
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[vp C 、v ?] (Vertical prismatic coefficient)
船体水线以下的型体积?与相对应的水线面面积w A ，吃水d
可构成的棱柱体积之比。
表达式：wp B
wp w vp C C d B L C d A C =????
=??
=
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。
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n 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。
∑=+++==n i i n y n L
y y y n L
A 121)(
（4）采用不等间距的纵坐标和不同的乘数
∑=+++≈?==n i i i n n y p L y p y p y p L ydx A 12211)(
精度关系：梯形法〈辛浦生法〈乞贝雪夫法〈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 ω=?ω；
（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φ，纵倾角θ；
(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，ox,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φ（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φ
（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φ“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2A F d d d +=
，纵倾角θ
（4）任意状态（横倾+纵倾）
浮态表示参数：平衡吃水2A F d d d +=
，，纵倾角θ，横倾角φ
7、简述船舶重量的分类。
答：（1）固定重量：（ m f h W W W ++）包括船体钢料，木作舾装、机电设备火及武器等，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。
空船重量LW= m f h W W W ++
（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DW
8、简述排水量和浮心坐标计算的方法。
答：计算方法有两种：○
1水下体积沿oz 轴垂向分割； ○
2水下体积沿ox 轴纵向分割。 即根据：○
1水线面计算排水体积； ○
2横剖面计算排水体积。 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。
100w
A TPC ω= （3m t ）
TPC 每厘米吃水吨数，只与w A 有关（
100ω常数） 由于w A 随d 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曲线)(z f TPC =，
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。
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pt （不超过排水量10%）以后的平均吃水变化量TPC P d =δ，-+卸货装货P
超过10%排水量不适用，
因吃水变化较大，TPC 就不能看成常数，通常利用排水量曲线求解。
10、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：
①根据船舶首尾吃水F d 和A d ，在邦戎曲线图上作出纵倾水线
11L W 分别交si A 和()Z f M oy =0的曲线得 2
1,,,10oy oy sn s s M M A A A ②根据量出的数值绘制横剖面面积曲线()x f A s =以及横剖面
静矩曲线()x f M oy =
③根据横剖面面积曲线的特性可知道Asdx ?-=?212
1 Asdx xAsdx
M x yoz B ??--=?=21212121
④通过横剖面静矩曲线()x f M oy =及特性可得
Asdx dx
M M Z oy xoy
B ??--=?=21212121
11、简述船舶的平衡状态。
答：
(a)图：重心G 在稳心M 之下：R M 方向与倾斜力矩相反为稳
定平衡，0>GM
(b) 图：重心G 在稳心M 之上，倾斜力矩与R M 同向，加大
倾斜，原来的平衡状态不稳定，为不稳定平衡
0 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φSin M G M R ??=可 见横稳性高或初稳性高越大，抵抗倾斜力 矩能力越大。φ小角度时， φφφ???=∴=M G M Sin R （取决于排水量， 重心高度浮心移动的距离） （1）初稳性公式的用途 ①判别水面船舶能否稳定平衡，其衡准条件是0G M ； ②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 ①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； ②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：① 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B x 曲线，浮心垂向坐标B Z 曲线，水线面面积W A (Area of waterplane)曲线，漂心纵向坐标F x 曲线，每厘米吃水吨数TPC (Tons per one cm immersion)曲线。 ② 稳性曲线（3条） 横稳性半径M B 曲线；纵稳性半径L M B 曲线；每厘米纵倾力 矩MTC （moment to change trim one cm ）曲线 ③ 船型系数曲线（4条） 水线面系数WP C 曲线；中横剖面系数M C 曲线； 方型系数B C 系数；棱形系数P C 曲线 14、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,1?-=x i GM M G ω 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： 41的不利影响可减小至等分后自由液面对稳性 同理证明，三等分，减小至2191n 进步推论几等分后 ，所以，宽 12412121221333lb b l i lb i x x ?=??? ???==分成两部分 度较大的油舱，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 M（力臂q l）； q （2）减小船舶所受到的低压倾斜力矩 M（f l）； f A：提高船舶的最小倾覆力矩 M（q l） q （1）降低船的重心； （2）增加干舷：有效措施之一，稳性不足 的老船载重式降低的增加干舷。 （3）加船宽：有效措施之一，加装相当厚的护木浮箱。 （4）加水线面条数，与增加船宽类似。 （5）减小自由液面悬挂重量。 （6）注意船舶水线以上水密性，提高船的进水角。 B：减小风压倾斜力矩 减小受风面积，即减小上层建筑长度和高度 降低船员的生活条件和工作条件，将居住舱室和驾驶室等做 得矮小一些。 17、简述船舶破舱的种类和计算方法。 答：在抗沉性计算中，根据船舱进水情况，可将船舱分为下列三类： 第一类舱：舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面。 双层底、顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。 第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相联通有自由液面。 为调整船舶浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵塞注水还没有抽干的舱室都属这类情况。 第三类舱：舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。 此种船体破损较为普遍，也是最典型的情况。 计算抗沉性的两种基本方法 船舱破损进水后，如进水量不超过排水量的10~15%则可以应用初稳性公式来计算船舱进水后的浮态和稳性，误差较小。 基本方法有两种： （1）增加重量法：把破损后进入船内的水看成是增加的液 体重量。 （2）损失浮力法：把破舱后的进水区域看成是不属于船的，即该部分的浮力已经损失，损失的浮力借增加吃水来补偿。这样对整个船舶来说，其排水量不变，故此法又称为固定排水量法。 整个船舶来说，其排水量不变。故此法又称为因定排水量法。 两种方法思路不同，但计算结果是一致的，（复力矩，横直角，纵倾角，船舶首尾吃水）是完全一致，但稳性高数值是不同的，这是因为稳性高是对应于一定排水量的缘故。 《船舶阻力与推进》简答题 1、船舶快速性 答：船舶快速性就是研究船舶尽可能消耗较小的机器功率以维持一定航行速度的能力的要求。 2、船体阻力按照船舶周围流动现象和产生的原因来分类，船体总阻力可分成： 答：兴波阻力、摩擦阻力、粘压阻力。 3、常规船减小兴波阻力的方法有哪两种？ 答：1.选择合理的船型参数；2.造成有利的波系干扰。 4、如何减小船体的摩擦阻力？ 答：首先从船体设计本身考虑，选择合理的船型参数，特别是主尺度的确定要恰当，其次，由于表面粗糙度对摩擦阻力的影响很大，因而在可能的范围内使船体表面尽可能光滑，另外边界层的控制以及船底充气都能有效的减小船体阻力。 5、采用母型船数据估算法来确定设计船的阻力或有效功率有哪几种方法？ 答：1.海军系数法；2.引申比较定律法；3.基尔斯修正母型船剩余阻力法。 6、降低粘压阻力对船型有哪些要求？ 答：1.应注意船的后体形状；2.应避免船体曲率变化过大； 3.前体线型应给予适当注意。 7、有效功率的定义 答：若船以速度v航行时遭受到的阻力为R，则阻力R在单位时间内消耗的功为Rv,而有效推力 T v，两种在数值上是相等的， e 故 T v成为有效功率。 e 8、螺距比是如何定义的？ 答：面螺距P和直径D之比P/D成为螺距比 9、空泡是如何形成的？ 答：螺旋桨在水中工作时，桨叶的叶背面压力降低形成吸力 面，若某处的压力降至临界值以下时，导致爆发式的汽化，水汽通过界面，进入气核并使之膨胀，形成气泡，成为空泡。10、当前设计船用螺旋桨的方法有哪两种？ 答：图谱设计法和环流理论设计法。 11、螺旋桨的设计问题分为哪两类？ 答：螺旋桨的初步设计和终结设计。 12、通过船模自航实验应解决哪两个问题？ 答：1.预估实船性能；2.判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。 13、船体主尺度对阻力有很大影响，在船长的选择时应考虑哪几方面的问题？ 答：1.布置要求 2.阻力性能 3.操纵性 4.经济性。 毕业设计《船舶设计原理》简答题： 1、何谓船的续航力和自持力？ 答：续航力：一般指在规定的航速和主机功率情况下，船一次所带的燃油可供连续航行的距离。 自给力：是指船上所带的淡水和食品在海上能维持的天数2、民船空船重量由哪几部分组成？为什么要加排水量储备？ 答：民船空船重量由船体钢料重量、木作舾装重量、机电设备重量、固定压载（货船不允许）、排水量裕度（2~5%LW）组成。 设计中通常加一定的排水量裕度，其原因主要有： ①估算重量时有误差； ②设计过程中设备的增加； ③建造过程中材料的代用，重量的变化及位置的改变； ④考虑一定的安全裕度。 3、船舶登记吨位指什么？ 答：船舶登记吨位：系指按《船舶吨位丈量规范》的有关规定计算得到的船内部容积的登记吨数。它与船舶的排水量、载重量是不同的概念。对于同样载重量的船舶，其登记吨位小者经济 性要好些。 4、在船舶设计中改善稳性的措施有哪些？ 答：在船舶设计中改善稳性的措施有： ①合理调整B（或B/T）、水线面系数、重心高度，适当控制初稳性高度。 ②尽可能降低，增大D/T（或F/T），采用大的舷弧和外飘的横剖线，控制好静稳性曲线的形状特征。 ③注意液舱数量及大小的布置，尽量减少自由液面对初稳性和稳性曲线的影响。 ④增大横摇阻尼（如设置舟比龙骨，减小舟比部半径等），减小横摇角。 ⑤减小横倾力矩（如：控制好上层建筑的布置，减小受风面积及风压中心的高度；限制旅客横向活动范围；降低拖钩位置；防止货物横向移动等）。 5、何谓最佳船长、经济船长？ 答：最佳船长是指对于中高速船舶，对应于阻力最小的船长； 经济船长是指从造价和营运经济角度出发，对应于阻力稍有增加的较短船长。 6、什么叫最小干舷船、结构吃水？ 答：最小干舷船：按“载重线”法规所要求的最小干舷来确
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