船舶静力学答案20130626
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Statics of the ShipExercise响砂山月牙泉第一章复习思考题1.船舶静力学研究哪些内容?2.在船舶静力学计算中,坐标系统是怎样选取的? 3.作图说明船体的主尺度是怎样定义的?其尺度比的主要物理意义如何?4.作图说明船形系数是怎样定义的?其物理意义如何?试举一例说明其间的关系。
5.对船体近似计算方法有何要求?试说明船舶静力学计算中常用的近似计算法有哪几种?其基本原理、适用范围以及它们的优缺点。
复习思考题6.提高数值积分精确度的办法有哪些?并作图说明梯形法、辛浦生法对曲线端点曲率变化较大时如何处理?以求面积为例,写出其数值积分公式。
7.分别写出按梯形法,辛浦拉法计算水线面面积的积分公式,以及它们的数值积分公式和表格计算方法。
(5,8,-1) 法、(3,10,-1)法的适用范围。
8.写出计算水线面面积的漂心位置和水线面面积对x 轴y轴的惯性矩的积分公式。
并应用求面积的原理写出其数值积分公式和表格计算方法。
复习思考题9.如何应用乞贝雪夫法?试以九个乞贝雪夫坐标,写出求船舶排水体积的具体步骤。
10.说明积分曲线、重积分曲线与原曲线的关系.并以水线面面积曲线为例说明积分曲线、重积分曲线的应用。
Exercise 1-1已知: L=155m,B=18m,d=7.1m,V=10900m 3,Am=115m 2, Aw=1980m 2求:Cb=V/LBd=10900/(155Cb=V/LBd=10900/(155**1818**7.1)=0.550 Cp=V/Lam=10900/(155 Cp=V/Lam=10900/(155**115)=0.62 Cw=Aw/BL=19800/(18 Cw=Aw/BL=19800/(18**155)=0.710 Cm=Am/Bd=115/(18 Cm=Am/Bd=115/(18**7.1)=0.900 Cvp=V/Awd=10900/(1980 Cvp=V/Awd=10900/(1980**7.1)=0.775 某海洋客船L=155m ,B=18m ,d=7.1m ,V=10900m3,Am=115m 2,Aw=1980m 2。
船舶静力学复习题答案
1. 船舶在静水中的平衡条件是什么?
答:船舶在静水中的平衡条件是船舶所受的浮力等于其重力,且浮力
作用线通过船舶的重心。
2. 船舶的排水量是如何定义的?
答:船舶的排水量是指船舶完全浸入水中时排开的水的质量。
3. 船舶的重心位置对船舶稳定性有何影响?
答:船舶的重心位置越低,船舶的稳定性越好。
重心位置过高会导致
船舶稳定性降低,容易发生倾覆。
4. 船舶的浮心位置是如何确定的?
答:船舶的浮心位置可以通过船舶水线面和浮力作用线的交点来确定。
5. 船舶的初稳性高度是如何计算的?
答:船舶的初稳性高度可以通过浮心位置与重心位置之间的垂直距离
来计算。
6. 船舶的横倾角如何影响船舶的稳定性?
答:船舶的横倾角越大,船舶的稳定性越差。
当横倾角超过一定限度时,船舶可能会发生倾覆。
7. 船舶的纵倾角如何影响船舶的浮力分布?
答:船舶的纵倾角会影响船舶的浮力分布,导致船舶前后部分的浮力
不平衡,从而影响船舶的稳定性和操纵性。
8. 船舶的横稳心是如何定义的?
答:船舶的横稳心是指船舶在横倾状态下,浮力作用线与船舶重心连
线的交点。
9. 船舶的纵稳心是如何定义的?
答:船舶的纵稳心是指船舶在纵倾状态下,浮力作用线与船舶重心连
线的交点。
10. 船舶的稳性曲线图是如何绘制的?
答:船舶的稳性曲线图是通过在横坐标上表示横倾角,在纵坐标上表
示相应的复原力矩,绘制出一系列的稳定曲线来表示船舶的稳定性能。
1-1 某海洋客船船长L=155m ,船宽B=18.0m ,吃水d =7.1m,排水体积▽=10900m 3,中横剖面面积A M =115m 2,水线面面积A W =1980m 2,试求:(1)方形系数C B ;(2)纵向菱形系数C P ;(3)水线面系数C WP ;(4)中横剖面系数C M ;(5)垂向菱形系数C VP 。
解:(1)550.01.7*0.18*15510900==⋅⋅∇=d B L C B (2)612.0155*11510900==⋅∇=L A C M P (3)710.0155*0.181980==⋅=L B A C W WP (4)900.01.7*0.18115==⋅=d B A C M M (5)775.01.7*198010900==⋅∇=d A C W VP 1-3 某海洋客货轮排水体积▽=9750 m 3,主尺度比为:长宽比L/B=8.0, 宽度吃水比B/d=2.63,船型系数为:C M =0.900,C P =0.660,C VP =0.780,试求:(1)船长L;(2)船宽B ;(3)吃水d ;(4)水线面系数C WP ;(5)方形系数C B ;(6)水线面面积A W 。
解: C B = C P* C M =0.660*0.900=0.594 762.0780.0594.0===VP B WP C C C d B L C B ⋅⋅∇=又因为所以:B=17.54m L=8.0B=140.32m d=B/2.63=6.67m 762.0=WP CC B =0.594 06.187467.6*780.09750==⋅∇=d C A VP W m 21-10 设一艘船的某一水线方程为:()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-±=225.012L x B y 其中:船长L=60m ,船宽B=8.4m ,利用下列各种方法计算水线面积: (1) 梯形法(10等分); (2) 辛氏法(10等分)(3) 定积分,并以定积分计算数值为标准,求出其他两种方法的相对误差。
船舶静力学试题库(一)——判断题1. 船舶的主要尺度包括船长、型宽、型深和吃水。
(对)2. 从船的最首端至船最尾端的水平距离称垂线间长。
(错)3. 船型系数是用来表示船体肥瘦程度的无因次系数。
(对)4.从船的首垂线至尾垂线间距离称垂线间长。
(对)5. 方形系数的大小对船的排水量、舱室容积和快速性都有影响。
(对)6. 水线面积系数是表示船体舯剖面的肥瘦程度系数。
(错)7. 棱形系数的大小对船的速航性及耐波性有影响。
(对)8.方形系数是反映水下船体肥瘦程度的系数。
(对)9.排水量和船舶吨位都表示船舶大小的,两者概念相同。
(错)10.船舶排水量是指船在水中排开同体积水的重量。
(对)11.船舶排水量的大小,即是整艘船的重量的大小。
(对)12.满载排水量等于空船排水量加上总载重量的和。
(对)13. 空船排水量是船舶出厂交付使用时(包括粮食、淡水、燃料等)的船舶重量。
(错)14.船舶所能载运最大限度货物的重量称总载重量。
(错)15. 满载排水量-空船排水量=净载重量(错)16. 总载重量是指货物及燃料的总重量。
(错)17.净载重量是指船舶所能装载允许的最大限度的货(客)的重量。
(对)18.干舷是指船在水中水线至甲板线的垂直距离。
(对)19.干舷的大小反映储备浮力的大小,并影响到船舶安全。
(对)20.储备浮力的大小根据船的航区而定。
(对)21.水尺难以反映船舶吃水的大小。
(错)22. 水尺若采用公制为单位时,字的高度为15cm。
(错)23. 载重线标志是规定船舶最小吃水线。
(错)24.载重线标志的勘划是船舶检验部门。
(对)25. 载重线标志的作用是规定船在不同航区、航段和不同季节航行时所允许的最大吃水线。
(对)26. 船在水中排开同体积水的重量的大小等于载货量的大小。
(错)27.船舶浮力的大小始终等于整艘船的重量。
(对)28.当船舶在静水中处于平衡时,重力大于浮力。
(错)29. 所谓船的正浮状态,即是船在水中的平衡状态。
1-1某海洋客船船长L=155m,船宽B=18。
0m,吃水d=7。
1m,排水体积▽=10900m3,中横剖面面积A M=115m2,水线面面积A W=1980m2,试求:(1)方形系数C B;(2)纵向菱形系数CP;(3)水线面系数CWP;(4)中横剖面系数C M;(5)垂向菱形系数CVP。
解:(1)(2)(3)(4)(5)1—3某海洋客货轮排水体积▽=9750m3,主尺度比为:长宽比L/B=8。
0,宽度吃水比B/d=2、63,船型系数为:C M=0、900,C P=0、660,C VP=0.780,试求:(1)船长L;(2)船宽B;(3)吃水d;(4)水线面系数CWP;(5)方形系数C B;(6)水线面面积A W。
解: CB= CP* C M=0。
660*0。
900=0.594L=8、0B d=所以:B=17、54m L=8.0B=140、32md=B/2.63=6、67mCB=0、594m21-10 设一艘船得某一水线方程为:其中:船长L=60m,船宽B=8。
4m,利用下列各种方法计算水线面积:(1)梯形法(10等分);(2)辛氏法(10等分)(3)定积分,并以定积分计算数值为标准,求出其她两种方法得相对误差。
解:中得“+”表示左舷半宽值,“-”表示右舷半宽值。
因此船首尾部对称,故可只画出左舷首部得1/4水线面进行计算。
则:,将左舷首部分为10等分,则l=30/10=3。
0m。
梯形法:总与∑yi=30。
03,修正值(y0+y10)/2=2。
10,修正后∑`=27、93解:(1)梯形法(10等分)=4*3。
0*(30。
03-2.10)=12.0*27。
93=335。
16m2(2)辛氏法(10等分)(3)定积分计算各计算方法得相对误差:梯形法:辛氏法:2—13 某船由淡水进入海水,必须增加载荷P=175t,才能使其在海水中得吃水与淡水中得吃水相等。
求增加载重后得排水量。
解:∴∴△海=△淡+P=7000、00+175、00=7175.00t另解:水得密度变化引起得吃水得变化为增加载荷P引起得吃水得变化为则=0解得∴△海=△淡+P=7000、00+175.00=7175、00t2-15 某内河客货船得尺度与要素如下:吃水d=2、40m,方形系数CB=0。
1- 1某海洋客船船长L=155m ,船宽B=18.0m ,吃水d =7.1m, 排水体积^ =10900m 3,中横剖面面积 A M =115m 2,水线面面积A w =1980m 2,试求:(1)方形系数C B ; (2)纵向菱形系数C P ; (3)水线面系数C WP ;(4)中横剖面系数C M ; (5)垂向菱形系数C VP 。
1-3某海洋客货轮排水体积^ =9750 m 3,主尺度比为:长宽比 L/B=8.0,宽度吃水比 B/d=2.63,船型系数为:C M =0.900 ,C P =0.660, C VP =0.780,试求:(1)船长 L;(2)船宽 B ;(3)吃水 d ;(4)水 线面系数C WP ; ( 5)方形系数C B ; (6)水线面面积A w 。
解: C B = C P * C M =0.660*0.900=0.594C B 0.594 C WP0.762C VP 0.780又因为C B7^^ L=8.0B d=7^所以:B=17.54mL=8.0B=140.32m解:(1) C B10900 155*18.0*7.10.55010900115*1550.612(3) 0.7101150.90018.0* 7.110900 1980*7.10.7751980 18.0*155 C WPd=B/2.63=6.67m C WP0.7621-10设一艘船的某一水线方程为:y 1云右其中:船长L=60m ,船宽B=8.4m ,利用下列各种方法计算水线面 积:(1) 梯形法(10等分); (2) 辛氏法(10等分)(3) 定积分,并以定积分计算数值为标准,求出其他两种方法的相 对误差。
解:y — 1 x 2中的“ + ”表示左舷半宽值,“-”表示右20.5L舷半宽值。
因此船首尾部对称,故可只画出左舷首部的1/4水线面进 行计算。
2则:y 4.2 1 —,将左舷首部分为10等分,则l =30/10=3.0m。
一、名词解释(共30分)1. 横稳性高与纵稳性高横稳性高:船舶横倾某一小角度φ时,重力作用点G 和横稳心M 之间的距离GM ; 纵稳性高:船舶纵倾某一小角度θ时,重力作用点G 和横稳心L M 之间的距离L GM 。
2. 船长的三种定义①、总长OA L :自船首最前端至船尾最后端的水平距离; ②、垂线间长PP L :艏垂线FP 与艉垂线AP 之间的水平距离;③、设计水线长WL L :设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。
3. 漂心与浮心漂心:水线面WL 的形心; 浮心:设计水线长与垂线间长设计水线长WL L :设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离; 垂线间长PP L :艏垂线FP 与艉垂线AP 之间的水平距离。
4. 干舷5.6. 浮态与浮态参数浮态:船舶浮于静水的平衡状态称为浮态,包括:正浮、横倾、纵倾和任意浮态; 浮态参数:吃水、横倾角和纵倾角。
二、 简答题(共40分)1. 在中横剖面上标注:型宽、型深、吃水、基线、干舷。
(8分)得分2. 简述:水线面系数、中横剖面系数、方形系数、棱形系数、垂向棱形系数,并说明各自的意义。
(8分)水线面系数WP C :/WP W C A LB =,大小表示水线面的肥瘦程度;中横剖面系数M C :/M M C A Bd =,大小表示水线以下的中横剖面的肥瘦程度; 方形系数B C :/B C LBd =∇,大小表示船体水下体积的肥瘦程度; 菱形系数p C :/p M C LA =∇,大小表示排水体积沿船长方向的分布情况; 垂向菱形系数Vp C :/Vp W C dA =∇,大小表示排水体积沿吃水方向的分布。
3. 简述船体型线图的组成及各自的文字表述。
(8分)①、横剖线图:用一组平行于中站面的剖面剖切船体,得到与船体型表面的一系列交线为横剖线图②、半宽水线图:用一组平行于水线面的剖面剖切船体,得到与船体一侧型表面的一系列交线为半宽水线图③、纵剖线图:用一组平行于中线面的剖面剖切船体,得到与船体型表面的一系列交线为纵剖线图4. 简述:稳性、稳心、稳心半径、稳性高。
船舶静力学试题及答案一、综合填空题(每题3分共30分)1.水线面系数表达式为(CWP=AW/LB ),含义是(与基平面平行的任一水线面的面积与由船长、型宽构成的长方形面积之比);2.辛浦生第一法的辛氏乘数为(1,4,1 ),第二法的辛氏乘数为(1,3,3,1 );3.写出三心(浮心、重心和稳心的垂向坐标之间的关系,即稳性高GM等于(GM=BM+KB-KG);4.称为(引起纵倾1cm的纵倾力矩),其中L为(船长),D为(排水量),GML为(纵稳性高);5.船舶处于横倾状态时,用参数(吃水d )和(横倾角φ)表示该浮态;6.水线面面积曲线是以(各吃水处水线面面积)为横坐标,以(吃水)为纵坐标所绘制的一条曲线,它与纵轴所围成的面积表示(某一吃水下的排水体积)的大小,其形状反映了(船舶排水体积)沿(吃水方向)的分布情况;7.船舶的横稳心高与横稳性高是不同的概念,横稳性高表示的是(横稳心和重心)之间的距离,而横稳心高表示的是(横稳心和浮心)之间的距离;8.称为(初稳心半径),它表示的是(横稳心和浮心)两点之间的距离,其中IT 为(水线面积对于纵向中心轴线的横向惯性矩),Ñ为(排水体积);9.储备浮力是指(满载水线以上主体水密部分的体积);它对船舶的(稳性、抗沉性和淹湿性)有很大影响;10.大倾角静稳性臂公式l = lb - lg中lb称为(形状稳性臂)lg称为(重量稳性臂)。
二、简答题(每题8分共40分)1、抗沉性计算中,根据船舱进水情况可将船舱分为三类舱,分别作出简略介绍。
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.双层底和顶盖在水线以下的舱柜等属于这种情况。
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但水还没有抽干的舱室都属于这类情况。
《船舶静力学》答案一、简答题 (本题共4小题,满分20分)1.船舶的浮态有哪几种,以及各种浮态的参数表达?答:(1)正浮。
横倾角=0,纵倾角=0,首尾吃水相等(2)横倾。
横倾角不等于0,纵倾角=0,首尾吃水相等(3)纵倾。
横倾角=0,纵倾角不等于0,首尾吃水不等(4)任意浮态。
横倾角不等于0,纵倾角不等于0,首尾吃水不等。
2.什么是邦戎曲线?利用邦戎曲线图,如何计算任意纵倾水线下的排水体积和浮心位置?答:将各站处的横剖面面积曲线和各站处的横剖面面积矩曲线绘制在同一张图上,此图称为邦戎曲线。
利用邦戎曲线的计算步骤:(1)根据首尾吃水在邦戎曲线图上做出倾斜水线。
(2)根据倾斜水线与各站垂线的交点作平行于基线的直线,分别与各站横剖面面积曲线,Moy曲线的交点量出对应的横剖面面积及静矩的大小。
(3)利用横剖面面积曲线沿纵向积分求解排水体积及浮心纵向坐标,利用横剖面面积矩曲线沿纵向积分求解排水体积的垂向坐标。
3.何谓船舶稳性?答:船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜,当外力消失后,能自行恢复到原来平衡位置的能力。
4.什么是稳性横截曲线?答:计算4-5根水线下不同横倾角时的排水体积和ls浮力作用线到假定重心的水平距离,然后以ls为纵坐标,排水体积为横坐标绘制对应不同横倾角的ls曲线图,该图称为稳性横截曲线图。
二、填空题 (本题共10小题,满分20分)1.通常选用的船长有总长、垂线间长、设计水线长。
2.纵倾状态的浮态一般用首吃水和尾吃水或平均吃水和纵倾角来表示。
3.根据船舶任一水线下的横剖面面积曲线,可以求出该水线下的排水体积和浮心纵向坐标。
4.船舶在动力作用下倾斜产生的最大倾斜角称为动倾角。
船舶的动稳性是以复原力矩做的功来表达的。
5.计算抗沉性的两种方法:增加重量法和损失浮力法6.棱形系数是指船体水线以下的型排水体积与由相对应的中横剖面面积、船长L 所构成的棱形体积之比。
7.首垂线是通过设计水线与首柱前缘的交点所作的垂线。
第四章 大倾角稳性4-1某船正浮时浮心垂向坐标z B0=2.9m ,重心垂向坐标z G =4.5m ,横倾角Φ=40°时的浮心横向、垂向坐标分别为y B40=1.75m 和z B40=3.2m ,求此时的静稳性臂l 40。
解:()()︒--︒-+︒=40sin 40sin 40cos 00404040B G B B B z z z z y l =1.75*0.766+(3.20-2.90)*0.643-(4.50-2.90)*0.643 =0.505m答:此时该船的静稳性臂l 40=0.505m4-4某船在横倾角Φ=45°时,动稳性臂l d =0.7m ,这时浮心横向坐标y B Φ=2.55m ,求船在该横倾角时的复原力臂,船正浮时重心在浮心之上的距离a=2.1m 。
动稳性臂的几何意义为:()G B KB z y G B G B zB l B B d 0000cos sin cos ---+=-=φφφφφφ即0.7=2.1*22+2.55*22-()0KB z B -φ*22-2.1 解得:()0KB z B -φ=0.69m()φφφφφsin sin cos 00G B KB z y l B B --+==2.55*22+0.69*22-2.1*22 =0.806m答:该船此状态的复原力臂l =0.806m 。
4-5某船在横倾角Φ=30°时的复原力臂l =2.60m ,动稳性臂l d =0.73m ,重心在龙骨以上高度z g =10.58m ,正浮时重心在浮心以上的高度a=5.99m ,求Φ=30°时浮心在龙骨以上的高度。
解:又∵()φφφφφsin sin cos 00G B KB z y l B B --+=即:()50.0*99.550.0*59.4866.0*60.2--+=φφB B z y ② 将式①②联立解得06.6=φB z ,61.5=φB y答:Φ=30°时浮心在龙骨以上的高度m z B 06.630=。
船舶静力学习题集《船舶静力学》习题集《船舶静力学》习题集严谨敬业办公勤学校训求实团结教风精业Ayen工作作风唯实勤勉学风勤思求真第一章绪论坚忍善育高效率力争上游第2页《船舶静力学》习题集自学目标1.了解课程学习内容2.掌控补足科学知识中的有关概念思考与练习1.船舶原理研究哪些内容?2.中机形船、尾机形船各有什么优缺点?3.船体坐标的正负是怎么规定的?第二章船体几何要素及船体近似计算法学习目标1.掌控船体主尺度、船型系数等船形参数的定义及几何意义;能根据有关数据排序船型系数。
2.船体几何要素包括船体主尺度、船形系数和尺度比,是表示船体大小、形状、肥瘦程度的几何参数。
3.认知船体近似计算法的基本原理;4.掌握梯形法、辛氏法的计算公式;运用梯形法、辛氏法进行积分的近似计算.5.掌握运用梯形法进行船体水线面和横剖面计算的数值积分公式及计算表格。
6.实例练习思索与练1.作图说明船体的主尺度是怎样定义的?其尺度比的主要物理意义如何?2.作图说明船形系数是怎样定义的?其物理意义如何?试举一例说明其间的关系。
3.某海洋客船船长l=155m,船宽b=18.0m,吃水d=7.1m排水体积?=10900m3。
中横剖面面积am=115m2,水线面面积aw=1980m2.试求:(1)方形系数cb;(2)横向棱形系数cp;(3)水线面系数cwp;(4)中横剖面系数cm;(5)橡胶垫棱形系败cvp。
4.两相等的正圆锥体在底部处相连接,每个锥体的高等于其底部直径.这个组合体浮于水面,使其两个顶点在水表面上试绘图并计算:(1)中横剖面系数cm;(2)横向棱形系数cp;(3)水线面系数cwp;(4)方形系数cb。
5.某游艇排洪体积?=25m3,主尺度比为:宽度比l/b=5.0,宽度排水量比b/d=2.7,方形系cb=0.52,谋:该艇的主要尺度l、b及d。
第3页《船舶静力学》习题集6.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?7.设曲线方程为y=sinx,利用以下各种方法排序准确求解展开比较,并算出相对误差。
船舶静力学知识点汇总及答案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)——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)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):——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;分析阻力性能用;船进坞、靠码头或通过船闸时用。
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、中横剖面系数、方形系数、棱形系数(纵向棱形系数)、垂向棱形系数。
船型系数对船舶性能影响很大。
(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所构成的长方形面积之比。
(waterplane coefficient)表达式: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吃水所构成的长方形面积之比。
(Midship section coefficient)表达式: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d所构成的长方体体积之比。
(Block coefficient)表达式: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)船体水线以下的型排水体积Δ与相对应的中横剖面面积、船长L所构成的棱柱体积之比。