下载文档原格式
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。
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某海洋客船L=155m，B=18m，d=，V=10900m3，Am=115m2，Aw=1980m2。
试求Cb, Cp, Cw, Cm, Cvp。
已知: L=155m,B=18m,d=,V=10900m3,Am=115m2,Aw=1980m2求：Cb=V/LBd=10900/(155*18*=Cp=V/Lam=10900/(155*115)=Cw=Aw/BL=19800/(18*155)=Cm=Am/Bd=115/(18*=Cvp=V/Awd=10900/(1980*=Exercise 1-2两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）纵向棱形系数Cp，（3）水线面系数Cw，（4）方形系数Cb。
第一章 船体形状及近似计算习题解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 1-9 某水线半宽可用下列方程35.1x y =来表示， 1）按比例画出0到30米m 一段水线面形状；2）用定积分求其面积； 3）用梯形法（十等分）求面积； 4）用辛氏法（十等分）求面积；5）以定积分所得的数值为标准，求出其他两种方法的相对误差。
解：1）先求出各站半宽值（将等分间距l 改为L δ），然后绘出图。
2）定积分⎰⎰==300330015.1x ydx A dx x ⎰=30315.103034*5.134⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=x=104.9m 23）梯形法（10等分）⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=∑=1010022i i y y y L A δ()33.272.361030-==103.17m 2 4）辛氏法（10等分） ()1098210342243y y y y y y LA ++++++=δ04.104*33==104.04m 2 5）相对误差：梯形法：%6.190.10490.10417.103112-=-=-A A A 辛氏法：%82.090.10490.10404.104113-=-=-A A A 1-10 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。
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。
《船舶静力学》试题（B ）答案
一、 综合题（填空） （30分）
1．辛浦生第二法的一个计算单元的辛氏系数∑.M.等于（8），而各坐标值前的系数是（1），
（3），（3），（1）。
辛浦生第一法的一个计算单元的辛氏系数∑.M.等于（6），各坐标值前系数是（1），（4），（1）。
2．梯形法、高斯法、辛浦生法和乞贝雪夫法在纵坐标数目相同的情况下，计算精度由高到低依次为 （高斯法）、(乞贝雪夫法)、(辛浦生法)、 (梯形法)；
3．写出稳性高GM 与三心（浮心、重心和稳心的垂向坐标之间的关系：（ GM=KB+BM-KG ）。
4．100W
A TPC ⋅=ω称为（每厘米吃水吨数），其中A W 为（吃水处水线面面积），ω为（水密度）。
5．船舶的平衡条件是（1）：（重力与浮力的大小相等方向相反，即W=ω∇）,
（2）：（重力G 与浮力B 作用在同一铅垂线上）；
6．水线面面积曲线是以（以各吃水处的水线面积A W ）为横坐标，以（吃水d ）为纵坐标所绘制的一条曲线，它与纵轴所围成的面积表示（排水体积）的大小，它的形状表示（排水体积）沿（吃水方向）的分布。
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（重心G 与稳心M ）之间的距离，而横稳心高表示的是（稳心M 与基线K ）之间的距离；
8．∇
=L L I BM 称为（纵稳心半径），它表示的是（纵稳心M 与浮心B ）两点之间的距离，其中I L 为（水线面积对过漂心横轴的纵向惯性矩），∇为（排水体积）。
9．排水量为∇的船上有一重量为p 的重物，重物的纵向移动距离为l ，船的纵稳性高为 GM L ，船的纵倾角正切tg θ为等于（pl /（∆ ·GM L ））。
10．当船舶发生小角度横倾时，倾斜水线面与正浮时水线面相交于通过（水线面漂心y F =0）的纵轴。
二、 回答问题 （50分）
1． M Q 应用图示的船舶动稳性曲线，如何作图求出：①船突然受到某一横倾力矩M Q （其值大小如图示）作用下的动倾角φd ，②该船允许的极限倾覆力矩M Qmax 和极限倾角φdmax ？
2． 甚么是稳性横截曲线？绘出曲线的示意图并标出和说明曲线的纵坐标和横坐标。
【答】对应于不同横倾角的假定重心力臂l S 随排水体积∇的变化关系，并以l S 为纵坐标，以∇为横坐标所绘成的l S =f(∇；φ)曲线，称为横截曲线。
3． 说明为什么当船舶搁浅时的稳性会变得很差，会导致船舶有倾覆的危险？
【答】：当船舶搁浅时，相当于在船的底部z=0处卸掉一个大量的载荷，使船舶的重心升高，因而使初稳性高减小，稳性变差，会导致船舶有倾覆的危险。
4． 已知船长为 L ，正浮时的吃水为d ，纵倾值为t ，写出该船发生纵倾时的首尾吃水表
达式。
【答】：L t x L d d F F )2(-+=，L
t x L d d F A )2(+-= 5． 请举例说明几种提高船舶稳性的措施。
【答】：提高干舷高度、增大船宽、增大水线面系数、减小横剖面底部升高，适当采用横剖线“外飘”和采用较大的舷弧；降低重心，减小自由液面和悬挂重量；注意船舶水线以上的开口和水密性，提高船舶进水角。
三、 计算题 （20分）
1．已知某内河船船长L =75m ，船宽B =9.6m 、首吃水d F =1.0m ，尾吃水d A =1.3m ，方形系数C B =0.72，纵稳性高GM L =65m ，为了通过浅水航道，必须移动船内的某些货物，使船处于平浮状态，假定货物从尾至首的最大移动距离为l =28.0m ，求必须移动的货物重量p 。
答：平均吃水d =0.5×(d F +d A )=1.15m
第１题图
船舶的排体积∇=C B×L×B×d=0.72×75×9.6×1.15=596.16 m3
移动货物后船舶纵倾角的正切tgθ=(d F－d A)/L=(1.0－1.3)/75=0.004
tgθ=pl/(∇GM L) ，p= tgθ··(∇GM L)/l=5.536 t
2．某船船长L=174m，船宽B=19.7m，方形系数C B=0.50，水线面积系数C WP=0.73，在海水中的平均吃水d=8.20，求船进入淡水中的平均吃水d。
答：船舶的排水量：
∆=ω×C B×L×B×d=1.025×0.5×174×19.7×8.2= 14405.3295 t
水线面面积：A W= C WP×L×B=0.73×174×19.7= 2502.294m2
船进入淡水中的平均吃水变化：
d d=dω·∆/(ω2×A W)=0.025×13577.437/(1.0252×2358.484)= 0.136986 m
船进入淡水中的平均吃水d=8.2+0.136986=8.336986m。
