船舶静力学名词解释
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船舶静力学知识点归纳1. 船舶的抗沉性是如何保证的(p.167)船舶的抗沉性是用水密舱壁将船体分割成适当数量的舱室来保证的,当一舱或数舱进水后,船舶下沉不超过规定的极限位置,并保持一定的稳性。
2. 写出船舶的初稳性公式?(p.783. 何谓MTC 如何计算? 引起船舶纵倾1厘米所需的纵倾力矩大小4.通常船舶的重心、浮心和稳心之间有什么关系?(p.80性的重要指标,可写成GM=KB+BM-KG,其中KB 为浮心高度,BM 为初稳性半径,KG 为重心高度。
5. 船舶各有几个船型系数,各是如何定义的?(p.6)共有五个船型系数,它们是:①水线面系数C WP ----与基平面相平行的任意水线面面积Aw 与由船长L 、型宽B 所构成的长方形面积之比。
②中横剖面系数C M -----中横剖面在水线以下的面积A M 与由型宽B 、吃水T 所构成的长方形的面积之比。
③方形系数CB -----船体水线以下的型排水体积▽与由船长L 、型宽B 、吃水T 所构成的长方体的体积之比。
④棱形系数C P -----又称纵向棱形系数。
船体水线以下型排水体积▽与由相应的中横剖面面积Aw ,船长L 所构成的棱柱体积之比。
⑤垂向棱形系数C VP -----船体水线以下的型排水体积▽与由相应的水线面面积Aw 、吃水T 所构成的棱柱体体积之比。
6. 船舶的静稳性和动稳性?(p.74)引起船舶产生倾斜的倾斜力矩若它的作用是零开始逐渐增加的,使船舶倾斜时的角速度很小,可以忽略不计,则这种倾斜下的稳性称为静稳性。
若倾斜力矩是突然作用在船上,是传播倾斜有明显的角速度的变化,则这种倾斜下的稳性称为动稳性。
7. 什么是船舶的储备浮力?(p.69)所谓储备浮力是指满载水线上主题水密部分的的体积,它对稳性、抗沉性,淹湿性等有很大影响。
8. 船舶的浮性和稳性各研究船舶的什么问题?(PPT 第三章第一句话)浮性研究船舶的平衡问题,稳性研究船舶平衡的稳定性问题。
一、填空题(20分)20101.通常,辛浦生法的计算精度较梯形法;在曲度变化较大的地方,为了提高计算的精度,通常用或的办法。
2.船舶处于既有横倾又有纵倾的任意状态时,其浮态可用、和描述。
3.自由液面对初稳性的修正值,其数值只与自由液面的、船的有关,而与自由液面的无关。
对于矩形自由液面,用纵向舱壁将自由液面n等分后,自由液面对初稳性的不利影响可减少至。
4.促使船舶回复到原来平衡位置的是复原力矩,其大小取决于、、和等因素。
5.对于符合要求可计入上层建筑对静稳性曲线的影响时,其最大静稳性臂将,最大静稳性臂对应的横倾角,稳性消失角,稳距。
6.在船舶侧视图上,舱壁甲板边线以下mm处的一条曲线(与甲板边线相平行)称为安全限界线。
7.可浸长度曲线的两端,被船舶首尾垂线处θ= 的斜线所限制。
二、名词解释(24分)1.棱形系数2.破舱稳性3.梯形法4.受风面积5.横摇角6.假定重心7.每厘米吃水吨数8.重力下水三、简答题(56分)1.在研究初稳性问题时,为了使问题简化,作了哪两个假定?(6分)2.何谓稳性横截曲线?它有什么用途?(10分)3.简述船舶倾斜试验的目的和基本原理。
(10分)4.画出横剖面面积曲线图,并简述其主要特征(10分)5.若船舶具有负的GM值,在突风作用下,如何求Φd ?(请用静稳性曲线通过作图说明)(10分)6.船体几何要素和重心垂向位置对稳性的影响如何?(10分)四.计算题(50分)1.(25分)某长方体形内河甲板驳船,船长L=100m、型宽B=20m、型深D=5m、首吃水df=4m、尾吃水da=4m、船壳系数k=1.005,初稳性高GM=2m,试计算(1)本船的重心高度和纵稳性高GML;(2)如果在甲板上装载400t的货物,其重心位置距船舯0m、距中心线8m、距基线6m,计算此时本船的初稳性高,并且判断此时甲板边线是否浸水。
2.(25分)某船的静稳性力臂曲线为φφ+=)2(2SinGZ,其中φ为横倾角,单位为度,请求出(1)本船的初稳性高度;(2)本船的动稳性曲线的表达式;(3)本船的最大静稳性力臂及其对应角;(4)如果本船的横摇角为0,所受的风压倾斜力臂为0.8m,计算刚好能够抵抗风压倾斜力矩的进水角。
船舶与海洋工程静力学研究的是船舶、海洋平台及其他海洋浮式结构在静水中的浮性、稳性和抗沉性等流体静力学特性。
若不考虑结构的变形,无论是船舶或海洋平台,都可作为一个浮于水面的刚体来对待。
浮体在静水中的流体静力学特性是船舶和海洋平台静力学的共性问题,也是本章所要讨论的问题。
1.1 浮体的坐标系为了讨论浮体的流体静力学特性,首先需要建立一个坐标系。
为了研究方便,通常建立两个坐标系:一个是大地坐标系,该坐标系设定为右手坐标系,xoy 坐标平面取为静水面,z 轴铅垂向上为正。
另一个是联体坐标系,联体坐标系固结于浮体,坐标原点的位置视具体研究问题而定,对于船舶或海洋平台等海洋结构物,联体坐标系的坐标平面通常取为结构的对称面。
图1.1 浮体的坐标系示意图1.2 坐标变换平面或空间中的任意一点都可以用某个平面或空间坐标系下的坐标来描述。
空间点的位置在不同坐标系下具有不同的表达形式,空间点在两个不同坐标系间坐标值的转换关系称为坐标变换。
直角坐标系中的坐标变换可分为平移变换和旋转变换两种类型。
平移变换:在直角坐标系下,若两个坐标系对应的坐标轴是同向的,空间任意一点在两个坐标系1111z y x O -和2222z y x O -中下的坐标值可以用平移变换来实现。
假设空间点在在第一个坐标系中的坐标值为()1111,,z y x P O =,在第二个坐标系中的坐标值为()2222,,z y x P O ,第二个坐标系的坐标原点在第一个坐标系中的坐标值为()c b a O O ,,21=P O O O P O 2211+=(1.1)1.1)z 1x 1y 1z 2x 2y 2o 1o 2 P图1.2 平移变换展开后为:cz z b y y a x x +-+=+=212121 (7.2)旋转变换:当两个坐标系的坐标原点相同,但是对应的坐标轴不重合,则空间任意一点在两个坐标系中的坐标值可以用旋转变换来实现。
旋转变换的一般形式为:()()()()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛222332331232221131211222232221111z y x e e e e e e e e e z y x z y x e e e(7.3)上式中,)1(i e 是时坐标系1111z y x O -中第i 个坐标轴的单位列矢量,)2(j e 时坐标系2222z y x O -中第j 个坐标轴的单位矢量,()()21j i ij e e e ⋅=,在正交坐标系下,坐标转换矩阵是单位正交矩阵。
1垂线间长:首垂线与尾垂线间的水平距离;2.中垂弯曲:波谷在船底引起船底向下弯曲;3.横,纵,混合骨架式:板格沿船长方向纵(横)向构件多,横(纵)向构件稀。
4.平板龙骨:对称于船底中线布置的一列船底板;5.总纵强度:船体结构抵抗纵向弯曲,不使整体结构遭破坏或不允许变形的力;6.局部强度:个别构件对局部载荷的抵抗能力;7.总纵弯曲:作用在船体上的重力,浮力,波浪水动力引起的船体绕水平横轴的弯曲,由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲组成;8.强力甲板:船体总纵弯曲时,起最大抵抗作用的甲板;9.甲板间肋骨:指两层甲板间的肋骨;10.舭列板:舭部的列板;11.内底边板:与外板相连接的一列内底板;12.中底桁:双层底中线面的纵桁;13.型深:在中站面处,基线至甲板边线的垂直距离;14.横向强度:指横向构件抵抗横向载荷的抵抗能力;15.外板:是构成船体底部,舭部及舷侧的外壳;16.甲板板:由许多钢板并合焊接而成,钢板的长边通常沿船体长方向布置;17.甲板边板:沿甲板外缘,即舷侧邻接的一列甲板;18.底纵桁:分为中底桁和旁底桁,(中线面的底纵桁称为中底桁);19.肋板:是设置在船底肋位上的横向构件,对保证船底局部强度和横向强度起重要作用;20.主肋板:是开有人孔,给水孔,透气孔和通焊孔的非水溶性肋板;21.水密肋板:没有任何开孔而且在规定水压下不透明的肋板,用来分隔不同用途的双层底舱;22.框架肋板:即组合肋板,用内底横骨,船底尅股和肘板等组成的框架结构;23.内底板:是双层底上的水密铺板,内底铺板的长边沿船长方向布置;24.纵骨架式双层底结构:由外底纵骨,肋板和底纵桁组成;25.箱型中底桁:由两道水密的平行侧板和内外底板,骨材等组成;26.纵骨:在纵骨模式中设置的纵向构件,位于船底板上的纵骨叫做船底纵骨,位于内底板上的叫内地纵骨,是保证总纵强度的构件;27.舭肘板:28.纵骨架式单底结构:由高腹板的内龙骨和肋板,密集的船底纵骨及高大的肘板组成;29.舷侧外板:是船体的等值梁的腹板;30.主肋骨:是指最下层甲板以下的船舱肋骨;31.甲板间肋骨:是指两层甲板之间的肋骨,由不等边角钢制成;32.中间肋骨:是在冰区航行的船舶上位于水线附近的肋骨中间设置的短肋骨;33.强肋骨:是一种剖面尺寸比主肋骨大得许多的肋骨;34.舷侧纵桁:是横骨架式舷侧结构中沿船长方向设置的纵向强构件;35.舷侧纵骨:是纵骨架式结构的纵向连续构件;36.舷边舱:集装箱船货舱采用双侧壳板结构,形成舷边舱;37.抗扭舱:上层平台与甲板间的箱型结构;38.横梁:甲板结构中的横向构件的统称;39.半梁:舷侧至舱口边的横梁;40.舱口端横梁:位于舱口前后两端的强横梁;41.甲板纵桁:作为横梁的支点,可以减小横梁的尺寸,承受总纵弯曲;42.舱口纵桁:沿舱口边的纵桁;43.甲板纵骨:参与总纵强度,能增加甲板的稳定性;44.强横梁:是在纵骨架式甲板结构中设置的主要横向构件;45.支柱:支撑甲板骨架,承受轴向的压缩力的构件;46.水密舱壁:是在规定的水压下,保证不透水的舱壁;47.液体舱壁:作为液舱的界壁;48.制荡舱壁:是设置在油舱或水舱内的常有,一定开孔的舱壁;49.轻舱壁:一般用于船舶上层建筑,作为居住,工作等处的隔壁;50.防火舱壁:在客船或舰艇上,要求设置有隔热和防火装置的防火舱壁;51.平面舱壁:由平舱壁板和加强它的骨架组成;52.槽型舱壁:利用舱壁板的折曲来代替骨架的作用;53.平面舱壁:由舱壁板和骨架组成;54.舱壁板:由许多块钢板并合焊接而成;55.首柱:是位于首部最前端的强力构件;56.尾柱:设在尾端下部;57.上层建筑:是指两侧伸至船的两舷或距离不小于4%船宽围蔽建筑,不符合上述条件的围蔽建筑即为甲板室;58.舷墙:用来减少波浪和海水冲上甲板的设施;59.舭龙骨:又称防摇龙骨,是减少船舶摇摆的简易装置;。
浮性——船舶在一定装载情况下浮于一定水平位置的能力而不致沉没。
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。
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。
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。
干舷[ F] ———在船侧中横剖面处自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。
因此,干舷F 等于型深D 与吃水d 之差再加上甲板及其敷料的厚度。
对于民用船舶来说, 在最基本的两种典型装载情况下, 其相应的排水量有:(1 ) 空载排水量: 系指船舶在全部建成后交船时的排水量, 即空船重量。
此时, 动力装置系统有可供动车用的油和水, 但不包括航行所需的燃料、润滑油和炉水储备以及其他的载重量。
(2 ) 满载排水量: 系指在船上装载设计规定的载重量( 即按照设计任务书要求的货物、旅客和船员及其行、粮食、淡水、燃料、润滑油、锅炉用水的储备以及备品、供应品等均装载满额的重量)的排水量。
在空载排水量和满载排水量之中又可分为出港和到港两种。
前者指燃料、润滑油、淡水、粮食及其他给养物品都按照设计所规定的数量带足, 后者则假定这些消耗品还剩余10%。
通常所谓设计排水量, 如无特别注明, 就是指满载出港的排水量, 简称满载排水量。
对于军用舰艇来说, 规定了五种典型的装载情况, 其相应的排水量有下述五种:(1 ) 空载排水量: 是指建造全部完工后军舰的排水量。
舰上装有机器、武器和其他规定的战斗装备, 但不包括人员和行、粮食、供应品、弹药、燃料、润滑油、炉水及饮用水等。
(2 ) 标准排水量: 是指人员配备齐全, 必需的供应品备足, 做好出海作战准备时的排水量。
其中包括弹药、给养和其他规定的作战用品, 也包括机器、锅炉和管系的淡水、海水和润滑油, 亦即包括准备开动机器装置的各项重量, 但不包括燃料、润滑油和锅炉用水的储备量。
船舶动力学
船舶动力学是研究船舶在水中运动及其受力情况的学科。
它主
要包括船舶运动学、船舶静力学和船舶动力学三个方面。
1. 船舶运动学:船舶运动学研究船舶在水中的运动规律,包括
船舶的运动轨迹、速度、加速度、角度等。
通过对船舶运动学的研究,可以了解船舶在水中的运动特性,为船舶的操纵和控制提供依据。
2. 船舶静力学:船舶静力学研究船舶在平衡状态下受力的情况,包括船舶的浮力、重力、浮心位置等。
通过对船舶静力学的研究,
可以了解船舶在不同负荷和浮动条件下的平衡状态,为设计和改进
船舶结构提供依据。
3. 船舶动力学:船舶动力学研究船舶在水中运动时所受到的力
和力矩的作用,包括船舶的推进力、阻力、操纵力等。
通过对船舶
动力学的研究,可以了解船舶在不同运行状态下的能耗和推进性能,为提高船舶的运行效率和安全性提供依据。
船舶动力学的研究对于船舶设计、航行安全和运维管理都具有重要意义。
随着船舶行业的发展,船舶动力学研究也在不断深入和扩展,为船舶的发展和创新提供支撑。
以上是关于船舶动力学的简要介绍,希望对您有所帮助。
船舶静力学名词解释
1. 总长——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。
(进坞、码头、船闸时用)
2. 垂线间长——艏垂线与艉垂线之间的水平距离。
(静水力计算时用)
艏垂线——通过设计水线与首柱前缘的焦点所作的垂线。
艉垂线——一般在舵柱的后缘,如无舵柱,则去在舵杆中心线上。
3. 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。
(分析阻力性能用) (如无特殊说明时,船长指垂线间长,水线长指设计水线长)
4. 型宽——指船体两侧型表面之间垂直于中线面的最大水平距离。
5. 型深——在甲板边板最低处,自龙骨板上表面至上甲板边线的垂直距离。
6. 吃水——龙骨基线至设计水线的垂直距离。
(不做特殊说明时,指平均吃水)
7. 干舷——自水线至上甲板边板上表面的垂直距离。
8. 水线面系数WP C ——与基平面相平行的任一水线面的面积W A 与船长L 、型宽B 所构成的矩形面积之比。
LB
A C W WP =(表征水线面的胖瘦程度) 9. 中横剖面系数M C ——中横剖面在水线以下部分的面积M A 与由船宽
B 、吃水d 所构成的矩形面积之比。
Bd
A C M M =(表征水线以下部分中横剖面的肥瘦程度) 10. 方形系数
B
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。
LBd
C B ∇=(表征船体水下体积的肥瘦程度) 11. 棱形系数P C ——船体水线以下的型排水体积∇与由相应的中横剖面面积M A 、船长L 所构成的棱柱体体积之比。
L
A C M P ∇=(表征排水体积沿船长方向的分布情况)
12. 垂向棱形系数VP C ——船体水线以下的型排水体积∇与由相应的水线面面积W A 、吃水
d 所构成的棱柱体体积之比。
d
A C W VP ∇=(表征排水体积沿吃水方向的分布情况) 13. 浮性——船舶在一定装载情况下具有漂浮在水面(或浸沉水中)保持平衡位置的能力。
14. 重心——船舶上各部分重量形成的合力的作用点。
15. 浮心——水下部分静水压力的合力的作用点。
也是船舶排水体积的形心。
16. 浮态——船舶浮于静水中的平衡状态。
17. 横倾——船舶中横剖面垂直于静止水面,当中纵剖面与铅垂平面成一横倾角φ时的浮
态。
18. 纵倾——船舶中纵剖面垂直于静止水面,当中横剖面与铅垂平面成一纵倾角θ时的浮
态。
19. 载重量——除去空船外,船舶所能装载的重量,即满载出港排水量减去空船重量。
20. 载货量——除去空船与变动重量外,满载出港时船舶的重量,即载重量减去变动重量。
21. 空载出港——指燃料、润滑油、淡水、粮食以及其他给养物品按规定带足,但没装货时
的重量。
22. 空载到港——指燃料、润滑油、淡水、粮食以及其他给养物品剩余10%,但没装货时的
重量。
23. 满载出港——指燃料、润滑油、淡水、粮食以及其他给养物品按规定带足,且载满货物
时的重量。
24. 满载到港——指燃料、润滑油、淡水、粮食以及其他给养物品剩余10%,且载满货物时
的重量。
25.漂心——水线面形状的形心。
26.每厘米吃水吨数(TPC)——船舶(正浮时)吃水平行于水线面增加(或减少)1cm时,
引起排水量增加(或减少)的吨数。
27.总排水体积——包括壳板及附体在内的排水体积。
28.储备浮力——指满载水线以上主体水密部分的体积。
29.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。
30.复原力臂——重心到浮力作用线的距离。
31.复原力矩——浮力与重力不在同一铅垂线产生的使船回复到原平衡位置的力偶。
32.静稳性——倾斜力矩的作用是从零开始逐渐增加,使船舶倾斜时的角速度很小,这种倾
斜情况下的稳性。
33.动稳性——倾斜力矩的作用是突然作用在船上,使船有明显的角速度变化,这种倾斜下
的稳性。
34.小倾角稳性(初稳性)——一般指倾斜角度小于10°~15°或上甲板边缘开始入水前的
稳性。
35.大倾角稳性——一般指倾角大于10°~15°或上甲板边缘开始入水前的稳性。
36.横稳性与纵稳性——分别指船舶在横倾和纵倾时回复至平衡位置的能力。
37.等体积倾斜水线——在外力作用下横倾一小角度后,出水体积和入水体积相等,此时水
线为等体积水线。
38.稳心——倾斜后的浮力作用线与原浮力作用线的交点。
39.稳心半径——稳心到浮心的距离。
40.稳性高——稳心到重心的距离。
M方向与横倾方向相反,外力消失后,能使船舶回复至原平衡41.稳定平衡——GM>0,R
状态。
M方向与横倾方向相同,外力消失后,会使船舶继续倾斜。
42.不稳定平衡——GM<0,R
M=0,外力消失后,船不会回复到原来的位置,也不43.中性(随遇)平衡——GM=0,R
会继续倾斜。
(41-43都是指船舶,潜艇例外)
44.重量稳性臂——重心到原浮力作用线的距离。
45.形状稳性臂——原浮心到倾斜后浮力作用线的距离。
46.最大复原力矩(臂)——表示船舶所能承受的最大静态横倾力矩(及其对应的力臂)。
47.极限静倾角——最大复原力矩所对应的横倾角。
48.稳性消失角——复原力矩为零的角度,横倾角超过此角度不再具有稳性。
49.稳距——在静稳性曲线上原点到稳性消失角间的距离。
50.动稳性臂——船舶在倾斜后重心位置与浮心位置在垂向的变化量。
51.动稳性角——船舶受到动态外力后倾斜的最大角度。
52.极限动横倾角——船舶所能承受的最大外力矩与复原力矩所做的功相等时的对应角度。
53.最大风倾力矩——船舶所能承受的最大外力矩。
54.极限动倾角——在船舶有一原始横倾角时,所能承受的相反方向作用的最大外力矩与复
原力矩所做的功相等时的对应角度。
55.最小倾覆力矩——在船舶有一原始横倾角时,所能承受的最大外力矩。
56. 进水角——船舶甲板及上层建筑的侧壁上开口对应的最小横倾角。
57. 稳性衡准数——最小倾覆力矩与风压倾斜力矩的比值。
58. 极限重心高度——指船舶恰能满足稳性要求时的最大重心高度。
59. 第一类舱——该类舱室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,舱内无自由液面。
60. 第二类舱——进水舱未被灌满,舱内的水与船外海水不相通,有自由液面。
61. 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
面保持同一水平面。
62. 渗透率——指舱室实际进水的体积1V 与空船的型体积V 的比值V
V u V 1 。
63. 安全限界线——舱壁甲板边线以下76mm 处的与甲板边线平行的一条曲线。
64. 最高(极限)破舱水线——安全限界线上各点的切线。
65. 可浸长度——船舱的最大许可长度。
66. 一舱制船——船舶在一个舱室破损后的破舱水线不超过限界线。
67. 二舱制船——船舶在相邻的两个舱室破损后的破舱水线不超过限界线。
68. 三舱制船——船舶在相邻的三个舱室破损后的破舱水线不超过限界线。
69. 抗沉性——船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮性和稳性的能力。
70. 许用舱长——可浸长度与分舱因数的乘积。
71. 静水力曲线图——根据船舶在静止正浮状态下浮性和初稳性的基本原理及计算结果绘
制成的综合性曲线图。