船舶原理( 浮性)
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船舶原理介绍
船舶原理是研究船舶航行性能的一门科学,其中包括:
(1)浮性——船舶在一定装载情况下浮于一定水平位置的能力。
(2)稳性——在外力作用下船舶发生倾斜而不致倾覆,当外力的作用消失后仍能回复到原来平衡位置的能力。
(3)抗沉性——当船体破损,海水进入舱室时,船舶仍能保持一定的浮性和稳性而不致沉没或倾覆的能力,即船舶在在破损以后的浮性和稳性。
(4)快速行——船舶在主机额定功率下,以一定速度航行的能力。
通常包括船舶阻力和船舶推进两大部分,前者研究船舶航行时所遭受的阻力,后者研究克服阻力的推进器及其与船体和主机之间的相互协调一致。
(5)耐波形(或称适航性)——船舶在风浪海况下航行时的运动性能。
主要研究船舶的横摇、纵摇及升沉(垂荡)等,习惯上统称为摇摆运动。
(6)操纵性——船舶在航行中按照驾驶者的意图保持既定航向的能力(即航向稳定性)或改变航行方向的能力(即回转性)。
因此,船舶操纵性包括航向稳定性和回转性两部分内容。
发点专业知识给大家充充电船舶浮性是指船舶承载后可保持一定浮态的性能.具有在水面上漂浮的能力。
船舶浮性是船舶在水中受到水压力的作用,左右两舷的压力相互平衡,船底的压力与船只本身的重量相平衡。
船舶在水面上漂浮所以能漂浮,是因为它所受到的重力与浮力作用保持平衡。
平衡条件为:一是船舶所受的重力与浮力作用在同一垂直线上;二是船舶排水量,即排开水的重量等于船的全部重量.船舶承载后可保持一定浮态的性能。
漂浮原理和状态: 船在静水中漂浮时受到两个作用力。
一个是船舶本身以及所载物品、人员重量引起的重力,方向垂直向下,它的作用点称为重心;一个是船外水压力所形成的浮力,方向垂直向上,等于船舶所排开同体积的水的重量,称排水量,它的作用点位于排水体积的中心,称为浮心。
船在水面上平衡的条件是:重力等于浮力,重心和浮心位于同一铅垂线上。
如果船的浮心和重心不在同一铅垂线上,船就会倾斜,使排水体积形状及浮心位置改变,直到浮心重新被调整到和重心同一的铅垂线上获得平衡为止。
船的漂浮状态有正浮、横倾、纵倾和任意倾斜等四种状态。
如果船的重心的纵向坐标和横向坐标与浮心的纵向坐标和横向坐标对应相等,船就处于正浮状态,此时船的首、尾和左、右舷吃水都相等,否则就会产生横倾、纵倾或两者兼有的任意倾斜。
一般在设计时要求船舶保持正浮,或略带尾倾。
船在营运中要进行货物积载计算,控制装载重量和重心位置,以获得良好的浮态。
船舶浮性- 储备浮力: 船体在水面上的漂浮位置或吃水同船的排水量和载重量相关。
排水量和载重量的变化会引起吃水的变化。
因此,不同的吃水反映了不同的装载量和排水量。
船在满载吃水下的排水量称为满载排水量,相应的水线为满载水线。
考虑到船在航行中可能发生的意外重量增加,如海损破舱进水,风浪袭击进水等,满载水线应位于上甲板以下一段距离处,使满载水线以上尚有一定的水密容积,该容积入水后所能提供的浮力称为储备浮力。
储备浮力的数值用满载排水量的百分数表示。
1、船舶的航海性能包括哪些性能?各自的含义分别是什么?1、浮性:船舶装载一定的载荷,仍能浮于一定水面位置而不沉没的能力。
2、稳性:船舶受外力作用离开平衡位置发生倾斜而不致于倾覆,当外力消除后仍能回复到原来平衡位置的能力。
3、抗沉性:船舶遭受海损事故舱室破损进水,仍能保持一定的浮性和稳性而不致于沉没或倾覆的能力。
4、快速性(或称速航性):船舶在其动力装置产生一定功率的情况下能达到规定航速的能力。
快速性包括两方面:1)船舶阻力:研究船舶航行时所遭受的阻力。
目的在于掌握阻力的变化规律,从而改善船型,降低阻力。
即阻力的成因、分类、计算、影响因素和降阻措施。
2)船舶推进:研究船舶推进器,推进器克服阻力发生推力。
目的在于设计出符合要求的高效推进器。
即推进器的水动力性能、设计高效推进器。
5、操纵性:船舶在航行是按照驾驶员的意图保持既定航向的能力或改变航行方向的能力。
包括:1)航向稳定性:保持原有航向的能力。
2)转首性:应舵转首的能力。
3)回转性:应舵作圆弧运动的能力。
6、耐波性(或称适航性):船舶在风浪海况下航行时的运动性能,即船舶在风浪中遭外力干扰而产生各种摇摆运动,以及砰击、上浪、失速和飞车等时,仍能维持一定航速在水面上安全航行的能力。
主要研究内容为船舶摇摆。
目的在于:掌握船舶摇摆规律,采取措施以减缓船舶摇摆。
船舶摇摆的含义:1)船舶转动:横摇、纵摇和首摇―――摇;2)船舶直线运动:横荡、纵荡和垂荡―――摆。
2、船型系数有哪些?各自的含义是什么?会进行船体系数的相关计算。
1)水线面系数的大小表示水线面的肥瘦程度。
2)中横剖面系数的大小表示水线以下的中横剖面的肥瘦程度。
3)方形系数的大小表示船体水下体积的肥瘦程度。
4)棱形系数的大小表示船体水下排水体积沿船长方向的分布情况。
5)纵向棱形系数的大小表示船体水下排水体积沿吃水方向的分布情况。
3、了解梯形法的基本原理,掌握用梯形法列表进行船体计算的方法,掌握“成对和”和“自上而下和”的含义。
1.什么是船舶的浮性?船舶在各种装载情况下具有漂浮在水面上保持平衡位置的能力2.什么是静水力曲线?其使用条件是什么?包括哪些曲线?怎样用静水力曲线查某一吃水时的排水量和浮心位置?船舶设计单位或船厂将这些参数预先计算出并按一定比例关系绘制在同一张图中;漂心坐标曲线、排水体积曲线;当已知船舶正浮或可视为正浮状态下的吃水时,便可在静水力曲线图中查得该吃水下的船舶的排水量、漂心坐标及浮心坐标等3.什么是漂心?有何作用?平行沉浮的条件是什么?船舶水线面积的几何中心称为漂心;根据漂心的位置,可以计算船舶在小角度纵倾时的首尾吃水;船舶在原水线面漂心的铅垂线上少量装卸重量时,船舶会平行沉浮;(1)必须为少量装卸重物(2)装卸重物p的重心必须位于原水线面漂心的铅垂线上4.什么是TPC?其使用条件如何?有何用途?每厘米吃水吨数是指船在任意吃水时,船舶水线面平行下沉或上浮1cm时所引起的排水量变化的吨数;已知船舶在吃水d时的tpc数值,便可迅速地求出装卸少量重物p之后的平均吃水变化量,或根据吃水的改变量求船舶装卸重物的重量5.什么是船舶的稳性?船舶在使其倾斜的外力消除后能自行回到原来平衡位置的性能。
6.船舶的稳性分几类?横稳性、纵稳性、初稳性、大倾角稳性、静稳性、动稳性、完整稳性、破损稳性7.船舶的平衡状态有哪几种?船舶处于稳定平衡状态、随遇平衡状态、不稳定平衡状态的条件是什么?稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡当外界干扰消失后,船舶能够自行恢复到初始平衡位置,该初始平衡状态称为稳定平衡当外界干扰消失后,船舶没有自行恢复到初始平衡位置的能力,该初始平衡状态称为不稳定平衡当外界干扰消失后,船舶依然保持在当前倾斜状态,该初始平衡状态称为随遇平衡8.什么是初稳性?其稳心特点是什么?浮心运动轨迹如何?指船舶倾斜角度较小时的稳性;稳心原点不动;浮心是以稳心为圆心,以稳心半径为半径做圆弧运动9.什么是稳心半径?与吃水关系如何?船舶在小角度倾斜过程中,倾斜前、后的浮力作用线的交点,与倾斜前的浮心位置的线段长,称为横稳性半径!随吃水的增加而逐渐减少10.什么是初稳性高度GM?有何意义?影响GM的因素有哪些?从出发港到目的港整个航行过程中有多少个GM?重心至稳心间的距离;吃水和重心高度;许多个11.什么是大倾角稳性?其稳心有何特点?船舶作倾角为10°-15以上倾斜或大于甲板边缘入水角时点的稳性12.什么是静稳性曲线?有哪些特征参数?描述复原力臂随横倾角变化的曲线称为静稳性曲线;初稳性高度、甲板浸水角、最大静复原力臂或力矩、静稳性曲线下的面积、稳性消失角13.什么是动稳性、静稳性?船舶在外力矩突然作用下的稳性。
班级姓名序号船舶原理测试题(第三章船舶浮性)一、选择题1.船舶资料中列出的满载排水量通常是指()。
A.冬季排水量B.夏季排水量C.热带排水量D.淡水排水量2.船舶的总载重量DW(总载重量)一定时,NDW(净载重量)与()有关。
A.航线长短B.油水消耗定额C.船舶常数D. A、B、C都是3.船舶航次总载重量不包括()重量。
A.货物B.航次储备C.压载水D.空船4.船舶的重量性能包括()。
A.排水量和总吨B.排水量和载重量C.排水量、总载重量、总吨和净吨D.总吨和净吨5.我国远洋船舶载重线标志上圆圈中央水平线对准()。
A.热带载重线B.夏季载重线C.淡水载重线D.冬季载重线6.包装舱容主要作为()衡量容积性能的指标。
A.液体散货船B.固体散货船C.杂货船D.集装箱船7.船舶的总载重量等于船舶的满载排水量减去()。
A.船舶常数B.空船重量C.航次储备量D.净载重量8.根据我国的规定,在使用静水力曲线图查取()曲线时,其计量长度应自船中处量起。
A. 方形系数C bB. 浮心距船中距离X bC. 漂心距基线高度D. 横稳心M距船中距离9.下列中无法在静水力曲线中查到的是()。
A,排水量B.重心高度C.每厘米吃水吨数TPC D 浮心高度10.船舶的储备浮力是指()。
A.水密空间的大小B.保留的排水体积C.所保留的干舷高度值D.设计水线以上船体水密空间所提供的浮力11.船舶干舷是根据勘定的()。
A.建造规范B.稳性规范C. 载重线公约D.抗沉性规范12.影响船舶储备浮力的大小因素包括()。
A.船舶结构B.船舶的航行区域C.船舶的用途D.以上均是13.商船水尺读数表示()。
A.水面至水底深度B.水面到船底深度C.水底至船底深度D.水线到甲板的高度14.当船舶仅有横倾时,平均吃水为()。
A.首中尾的左舷平均吃水B.首中尾的右舷平均吃水C.首尾的右舷平均吃水D.中部两舷的平均吃水15.在水尺标志中,其数字高度和两数字间距()。
船舶原理第一章 船体几何要素及近似计算一.船舶原理研究哪些内容?答:1.浮性——船舶在一定装载情况下浮于一定水平位置的能力。
2.稳性——在外力作用下船舶发生倾斜而不致倾覆,当外力的作用消失后仍能回复到原来平衡位置的能力。
3.抗沉性——当船体破损,海水进入舱室时,船舶仍能保持一定的浮性和稳性而不致沉没或倾覆的能力,即船舶在破损以后的浮性和稳性。
4.快速性——船舶在主机额定功率下,以一定速度航行的能力。
通常包括船舶阻力和船舶推进两大部分,前者研究船舶航行时所遭受的阻力,后者研究克服阻力的推进器及其与船体和主机之间的相互协调一致。
5.耐波性(或称试航性)——船舶在风浪情况下航行时的运动性能。
主要研究船舶的横摇,纵摇及升沉(垂荡)等,习惯上统称为摇摆运动。
6.操纵性——船舶在航行中按照驾驶者的意图保持既定航向的能力(即航向稳定性)或改变航行方向的能力(即回转性)。
因此,船舶操纵性包括航向稳定性和回转性两部分内容。
二.试说明船舶静力学计算中常用的近似计算法有哪几种?梯形法和辛氏法的基本原理以及它们的优缺点。
答:常用的近似计算法有:辛氏法,梯形法,乞贝雪夫法和样条曲线积分等。
三.分别写出按梯形法计算水线面面积的积分公式,以及它的数值积分公式和表格计算方法。
答:水线面面积的积分公式:A W =2x yd LL 22-⎰ 第二章 浮性一.船舶的平衡条件是什么?船舶的漂浮状态通常有哪几种情况?表征各种浮态的参数有哪几个?答:船舶的平衡条件:1.重力与浮力的大小相等而方向相反,即W=w ∆(∆—船舶排水量,t;∇—船舶排水体积,3m ;w —水的重量密度,tf/3m ,淡水的w=1tf/3m ,海水的1.025tf/3m ;w ∇—浮力,tf,但习惯上都用质量单位t 代替。
浮心B 也就是船舶排水体积∇的形心。
)2.重心G 和浮心B 在同一铅垂线上。
船舶的漂浮状态有:正浮,横倾,纵倾,任意浮态。
船舶的浮态可以用吃水d ,横倾角φ和纵倾角θ三个参数表示。
船舶基础知识及原理一.基础知识船舶浮性:船舶浮性是指船舶在各种转载情况下具有漂浮在水面上保持平衡位置的能力。
船舶型长:沿设计水线,由首柱前缘量至舵柱后缘的水平间距,无舵柱的量至舵杆中心线。
船舶型宽:在船舶最宽处,由一舷的肋骨外缘至另一舷外缘之间的水平间距。
船舶型深:在船长中点处,沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。
船舶型吃水:在船长中点处,由平板龙骨上缘量至夏季满载水线的垂直距离。
船舶平均吃水:平均吃水也称等容吃水。
船舶任意倾斜状态下的排水量与其某一正浮状态下的排水量相等,则该正浮状态对应的吃水即为船舶平均吃水。
小倾角纵横倾条件下,平均吃水也是船舶正浮时漂心处的吃水。
实际运营中,是取船中两舷的平均吃水。
货物的自然减量:货物在运输过程中,因其本身性质、自然条件及运输技术等因素的影响而产生的重量上不可避免的减少。
货物数量的交接责任中交接人的责任:妥善包装,保证向承运人提供正确的包数或件数、重量或体积。
货物数量的交接责任中承运人的核对:装货或卸货港,承运人对货物数量有所怀疑,可进行检查,如不符,有权向货方收取一定数量的违约赔偿金。
货方应对不符而导致的损失负责。
货物数量交接中承运人的责任:船方应对不能免除赔偿责任的货物数量短缺进行赔偿。
保证向收货人提供与提单上相同的重量、体积或件数之一。
货物的亏舱:在装货时,无论货物堆装的技术如何完善,货仓的某些部位或空间都无法利用来装货,该空间或部位称为亏舱。
二、船舶载货能力船舶常数:测定时的空船重量与船舶刚出厂时空船重量的差值。
三、船舶稳性稳性:船舶受外力作用发生倾斜而不致倾覆,外力消失后能够自动回到原来平衡位置的能力。
自由液面:船舶的液体舱柜中装有液体但未满舱时的液面。
静稳性曲线图:静稳性力矩或静稳性力臂与船舶横倾角的关系曲线图。
静横倾力矩:指其作用过程中极其缓慢,即在倾斜过程中不计及角加速度和惯性矩的横倾力矩。
动横倾力矩:在较短的时间内横倾力矩有明显变化、或突然作用在船上,即在横倾过程中计及角加速度和惯性矩。
船舶静力学浮性、初稳性课程总结第二章 浮性2.1 浮态和静平衡方程 2.1.1 浮态的描述船舶的浮态用吃水T ,横倾φ和纵倾角θ。
正浮状态:φ=0;θ=0,用吃水T 描述 纵倾状态:φ=0, 用T ,θ描述 横倾状态:θ=0, 用T ,φ描述 任意状态: 用T ,φ,θ描述纵倾也可用纵倾值A F T T t -=表示,Lt=θtan2.1.2 静平衡方程横倾时,水平方向单位向量为φφsin cos k j +根据矢量投影规则,重力和浮力作用线之间的距离GZ 为矢量GB 在水平方向的投影,当船舶在外力矩作用下达到静平衡状态时,力平衡方程(任意倾斜角)为:()()[]()()[]θθφφsin cos sin cos G B G B T T G B G B H H z z x x l M z z y y l GZ M W -+-∆=∆=-+-∆=∆=∆=∆= 当外力矩为零时:00==→==T H T H l l M M因此有:()()()()θφtan tan G B G B G B G B z z x x z z y y --=---=-当(平衡于正浮状态的)船舶在外力矩作用下发生小角度倾斜时:φφφφsin sin sin sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛-∇+∆≈∆=∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛-∇+∆≈∆=∆=G L B L L T G T B H z I z GM GZ M z I z GM GZ M 其中 22/2/22/2/3232F W L L L L L T x A ydx x I dx y I -==⎰⎰--2.2 重量重心计算船舶重量重心计算采用累计求和的方法进行()(){}∑∑∑==kk kk kGG G kWz y x W z y x W W ,,,,GZ 方向的单位矢量: j cos φ+k sin φ2.3 排水体积和浮心计算船舶水下部分的体积和浮心采用积分的方法计算:⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰∇=∇=∇==∇VB V B VB Vzdxdydz z ydxdydzy xdxdydz x dxdydz111具体计算时分别按三个坐标依次积分。
船舶原理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 船舶的浮性是指船舶在水面上能够保持平衡的能力,其基本原理是()。
A. 阿基米德原理B. 牛顿第三定律C. 伯努利定理D. 欧拉定律2. 船舶的稳定性主要分为哪两种类型?()A. 纵向稳定性和横向稳定性B. 初始稳定性和最终稳定性C. 静态稳定性和动态稳定性D. 局部稳定性和整体稳定性3. 船舶阻力主要包括哪两种形式?()A. 摩擦阻力和波阻力B. 空气阻力和水阻力C. 表面阻力和内部阻力D. 静态阻力和动态阻力4. 船舶推进方式主要有哪几种?()A. 螺旋桨推进、喷水推进和风帆推进B. 螺旋桨推进、蒸汽推进和风帆推进C. 螺旋桨推进、喷水推进和蒸汽推进D. 蒸汽推进、喷水推进和风帆推进5. 船舶操纵性能主要取决于哪些因素?()A. 船舶尺寸和形状B. 船舶动力系统C. 船舶的载重和吃水D. 所有以上因素6. 船舶的排水量是指()。
A. 船舶满载时的重量B. 船舶空载时的重量C. 船舶在水中排开的水的重量D. 船舶在空气中的重量7. 船舶的吃水是指()。
A. 船舶底部到水面的垂直距离B. 船舶底部到船体最宽处的垂直距离C. 船舶底部到船体最窄处的垂直距离D. 船舶底部到船体最深处的垂直距离8. 船舶的稳心高度是指()。
A. 船舶重心到水面的垂直距离B. 船舶重心到船体最宽处的垂直距离C. 船舶重心到船体最窄处的垂直距离D. 船舶重心到船体最深处的垂直距离9. 船舶的航速与下列哪个因素无关?()A. 船舶的阻力B. 船舶的推进力C. 船舶的载重D. 船舶的船型10. 船舶的操纵性主要体现在()。
A. 船舶的加速性能B. 船舶的减速性能C. 船舶的转向性能D. 船舶的稳定性二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述阿基米德原理在船舶浮性中的应用。
2. 描述船舶在静水中的稳定性和在波浪中的动态稳定性的区别。
3. 解释船舶阻力的来源,并简述如何减小船舶阻力。