船舶流体力学 (夏国泽) 课后答案[习题5].khdaw

第一章 流体及其物理性质1－1 已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。

又，0.2m 3此种油的质量和重量各为多少？已已知知：：γ＝7800N/m 3；V ＝0.2m 3。

解析：(1) 油的密度为 3kg/m 79581.97800===gγρ； 油的比重为 795.01000795OH 2===ρρS (2) 0.2m 3的油的质量和重量分别为 kg 1592.0795=⨯==V M ρN 15602.07800=⨯==V G γ 1－2 已知300L(升)水银的质量为4080kg ，求其密度、重度和比容。

已已知知：：V ＝300L ，m ＝4080kg 。

解析：水银的密度为 33kg/m 13600103004080=⨯==-V m ρ 水银的重度为3N/m 13341681.913600=⨯==g ργ水银的比容为 kg /m 10353.7136001135-⨯===ρv1－3 某封闭容器内空气的压力从101325Pa 提高到607950Pa ，温度由20℃升高到78℃，空气的气体常数为287.06J/k g ·K 。

问每kg 空气的体积将比原有体积减少多少？减少的百分比又为多少？已已知知：：p 1＝101325Pa ，p 2＝607950Pa ，t 1＝20℃，t 2＝78℃，R ＝287.06J/k g ·K 。

解析：由理想气体状态方程(1－12)式，得 kg /m 83.0101325)27320(06.2873111=+⨯==p RT v kg /m 166.0607950)27378(06.2873222=+⨯==p RT v kg /m 664.0166.083.0321=-=-v v%80%10083.0166.083.0%100121=⨯-=⨯-v v v每kg 空气的体积比原有体积减少了0.664m 3；减少的百分比为80％。

1－4 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱，使水有膨胀的余地。

Statics of the Ship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=10900m3,Am=115m2,Aw=1980m2求：Cb=V/LBd=10900/(155*18*7.1)=0.550Cp=V/Lam=10900/(155*115)=0.62Cw=Aw/BL=19800/(18*155)=0.710Cm=Am/Bd=115/(18*7.1)=0.900Cvp=V/Awd=10900/(1980*7.1)=0.775某海洋客船L=155m，B=18m，d=7.1m，V=10900m3，Am=115m22。

试求Cb, Cp, Cw, Cm, Cvp。

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。

《船舶原理》练习题4、5章（航海）【第4章】吃水差之求取 (1)【第4章】吃水差之调整 (5)【第4章】吃水差之图表 (7)【第4章】减少船舶纵向弯曲 (9)【第5章】船舶抗沉性能 (9)【第4章】吃水差之求取·1 船舶装载后经查算漂心在中前，则船舶。

A. 首倾B. 尾倾C. 正浮D. 浮态不能确定·2船舶装载后经计算重心在浮心之前，则船舶。

A. 首倾 B. 尾倾C. 正浮D. 浮态不能确定·3 为了减小尾倾，应将货物移动。

A. 自中后向船中B. 自中后向漂心C. 自中后向浮心D. 自中后向重心·4 某船原首倾，现首吃水减小尾吃水增加，则其首倾。

A. 减小B. 增加C. 不变D. 变化趋势不能确定·5 为了减小船舶首倾，应在之加装少量货物。

A. 漂心；后B. 浮心；前C. 漂心；前D. 船中，后·6 在船中后加装小量货物，则船舶。

A. 首倾增加B. 尾倾增加C. 平行沉浮D. 浮态的变化不能确定·7 少量加载引起的首吃水增量与以下因素的关系是。

A. 与MTC值有关而与TPC值无关B. 与MTC值无关而与TPC值有关C. 与MTC和TPC值均有关D. 与MTC和TPC值均无关·8 在船上装卸一定量的货物，。

A. 若尾吃水增大，首吃水一定减小B. 若首吃水增加，尾吃水一定减小C. 首尾吃水一定同时增加或减小D. 首尾吃水不一定同时增加或减小·9 吃水差产生的原因是。

A. 船舶装载后重心不与浮心共垂线B. 船舶装载后漂心不与重心共垂线C. 船舶装载后重心不与正浮时漂心共垂线D. 船舶装载后重心不与正浮时浮心共垂线·10 下述说明吃水差的改变量大于0。

A. 首吃水增加，尾吃水减小B. 首吃水减小，尾吃水增加C. 首尾吃水同时增加D. 首尾吃水同时减少·11在我国通常计算中，船舶的吃水差是指船舶。

6章 能量法6.1题1）方法一 虚位移法考虑b),c)所示单位载荷平衡系统， 分别给予a)示的虚变形 ：()M x dx d EIδθ= 外力虚功为 i j 11W θδθ⨯⎧⎫=⎨⎬⨯⎩⎭虚应变能为l001V=M()M ()d EI x x x δ⎰()()()()00011=1li i i li i i R x M R x d xEI R x M R x dx EI⎧++⎪⎪⎨⎪+⎪⎩⎰⎰j i ij j i j i M M 1M M ..........b)EI 363EI 2=M M 1M M ...........c)EI 363EI 2l l l l ⎧⎛⎫⎛⎫-=-⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎛⎫⎪-=- ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎩ 由虚功原理：W V δδ= 得：i i j j 11M 2M 13EI 12l θθ⎡⎤-⎢⎥⎧⎫⎧⎫=⎢⎥⎨⎬⎨⎬⎢⎥⎩⎭⎩⎭-⎢⎥⎣⎦2）方法二 虚力法（单位虚力法） 梁弯曲应力：{}()M x y σ＝I{}()M x y σε＝＝EEI()()ij iM M x M x M l+=-()1(10)x M x lδ=-+给i M 以虚变化1i M ∂= 虚应力为 {}()M x y δδσ＝I虚余功：1W δθ*⨯i ＝虚余能：*V δΩ⎰＝（真实应变）⨯（虚应力）d Ω()()M x M x y ydxdydz EI δ=⎰⎰⎰I()()2201lA M x M x dx y dA EI δ=⎰⎰()()01/1/li i j M M M x l x l dx EI ⎡⎤=-+-⎣⎦⎰ ∴ 132i ij l Q M M EI ⎛⎫=- ⎪⎝⎭同理：给j M 以虚变化1j M δ=，()0i M δ=可得（将i 换为j ）32i j j M l M EI θ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭3）方法三 矩阵法（柔度法）设{}{}i i j j M ,p M θθ⎧⎫⎧⎫∆==⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭，虚{}{}[]{},i j M p M δδσεδ⎧⎫==⎨⎬⎩⎭力p{}()()[]{}/1i i i j j M M x y y x x y M M M x l c p M I I I l l σσ⎧⎫⎡⎤⎡⎤===-+=--=⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎩⎭式中[]1,y x x c I l l ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦（不妨称为物理矩阵以便与刚度法中几何矩阵[]B 对应）虚应力{}[]{}[]i j M c p c M δδσδδ⎧⎫==⎨⎬⎩⎭实应变{}[]{}[][]{}11D D C p εσ--==虚余功 {}{}{}{}()*TTi i j j W p p M M δδδθδθδ=∆=∆=+虚余能 {}{}{}{}*T TV d d δεδσεσεΩΩ=Ω=Ω⎰⎰{}[][][]{}{}[][][]{}11T T T T p C D C P d p C D C d p δδ--ΩΩ⎡⎤=Ω=Ω⎢⎥⎣⎦⎰⎰ 于虚力原理：**W V δδ=考虑到虚力{}p δ的任意性。

第1章 绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3，求它的密度ρ。

解：由g γρ=得，3327000N/m 714.29kg/m9.8m /m γρ===g1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3，运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ，求它的动力黏度μ。

解：ρμ=v 得，3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。

解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度可计算为13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d uyτμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==⨯⋅1.4上下两个平行的圆盘，直径均为d ，间隙厚度为δ，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩T 的表达式。

题1.4图解：圆盘不同半径处线速度 不同，速度梯度不同，摩擦力也不同，但在微小面积上可视为常量。

在半径r 处，取增量dr ，微面积 ，则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===⎰⎰1.5 如下图所示，水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E 点为抛物线端点，E 点处0d d =y u ，水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ，试求y =0，2，4cm 处的切应力。

（提示：先设流速分布C By Ay u ++=2，利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C ）题1.5图解：以D 点为原点建立坐标系，设流速分布C By Ay u ++=2，由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dyτμ=得du(1250y 50)dy τμρν==-+ y=0cm 时，221510N/m τ-=⨯；y=2cm 时，222 2.510N/m τ-=⨯；y=4cm 时，30τ= 1.6 某流体在圆筒形容器中。

船舶流体力学_上海交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列流体哪个属牛顿流体：( )参考答案:汽油2.在惯性力和重力起主导作用时，两相似流场的欧拉相似准数必相等。

参考答案:错误3.边界层的流动分离发生在 ()参考答案:逆压梯度区；4.以下对边界层内的流动特点描述正确的是 ()参考答案:粘性力与惯性力量级相等；5.在势流流动中，如果物体作匀速运动，则物体不受流体作用力;如果物体作加速运动，则物体受流体作用力。

参考答案:正确6.在一定条件下，层流和湍流两种流动状态可以相互转换。

参考答案:正确7.Venturi管用来测量：（）参考答案:管道内流体流动的流量8.水下潜艇的平面上甲板受到的静水压力的合力与以下哪个因素无关？（）参考答案:甲板倾角9.对已建立微分方程的问题，根据影响流动过程的物理参数通过量纲分析导出相似准则称为量纲分析方法。

参考答案:错误10.有一个变直径管，直径【图片】，【图片】,流速【图片】。

【图片】为: （）参考答案:6m/s11.一维流动的连续性方程VA=C成立的必要条件是：（）参考答案:不可压缩流体12.涡线所诱导的速度场都是无旋场。

参考答案:正确13.判别边界层内的层流和湍流状态的准则数为距离雷诺数。

参考答案:正确14.在液体中潜体所受浮力的大小：（）参考答案:与液体的密度成正比15.边界层内沿厚度方向，存在很大的速度梯度。

参考答案:正确16.公式【图片】表示的含义为：（）参考答案:流体在x, y, z三方向上的变形速率之和为017.尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。

参考答案:错误18.理想流体绕任意物体的平面无旋流动，物体受到流体的作用力可能有参考答案:附加惯性力19.无穷远均匀来流绕一确定形状的圆柱体有环量流动，升力的大小与（）有关参考答案:圆柱体的直径20.不可压缩定常流动与不可压缩非定常流动的连续方程的微分形式是一致的。

ExerciseStatics of the Ship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=10900m3,Am=115m2,Aw=1980m2求：Cb=V/LBd=10900/(155*18*7.1)=0.550Cp=V/Lam=10900/(155*115)=0.62Cw=Aw/BL=19800/(18*155)=0.710Cm=Am/Bd=115/(18*7.1)=0.900Cvp=V/Awd=10900/(1980*7.1)=0.775某海洋客船L=155m，B=18m，d=7.1m，V=10900m3，Am=115m2，Aw=1980m2。

试求Cb, Cp, Cw, Cm, Cvp。

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。

习题二2.1 设质量力222222f ()()()y yz z z zx x x xy y =++++++++i j k 在此力场中，正压流体和斜压流体是否可以保持静止？说明原因。

解：22(22)(22)()0f y z i z x j x xy y k ∇⨯=-+-+++≠333333()2222220f f y z z x x y ⋅∇⨯=-+-+-=固正压流体不能保持静止，斜压流体可以保持静止。

2.2 在自由面以下10m 深处，水的绝对压力和表压分别是多少？假定水的密度为1000kg 3m -,大气压为101kpa 。

解： 表压为：10p p p gh ρ=-==1000*9.81=98100pa. 绝对压力为：10p p p =+=98100+101000=199100pa.2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长30m 的垂直水管，内径为25mm,水管下端与水箱内部上表面齐平，箱底是水平的。

若水箱和管装满水（密度为1000kg 3m -），试计算：（1）作用在箱底的静水压力；（2）作用在承箱台面上的力。

解： （1）p gh ρ==1000*9.8*（30+0.6）=300186pa (2) F gv ρ==1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N.2.4 如题图2.4所示，大气压力为a p =100kN 2m -,底部A 点出绝对压力为130kN 2m -,问压力计B 和压力计C 所显示的表压各是多少？解：C 表显示：1c A p p gh ρ=-=130-9.81*1=120.43kN 2m -B 表显示：2B A p p gh ρ=-=100+9.81*1*3=139.43kN 2m -2.5 倾斜式微压计由贮液杯和倾斜管组成，如题图2.5所示，贮液杯内自由面上的压力为大气压力a p ，斜管接待测压力p(<a p ),若p=a p 时斜管中液柱读数为0a ，试证明 00()(1)sin sin a sp p g a a s ραα-=-+式中，a 为测压时斜管中液柱的读数；s 为斜管的横截面积；0s 为贮液杯的横截面积；α为斜管的倾斜角。

第一章 流体的基本概念1-1 单位换算：1.海水的密度ρ=1028公斤/米3，以达因/厘米3，牛/米3为单位，表示此海水的重度γ值。

解：2.酒精在0℃时的比重为0.807，其密度ρ为若干公斤/米3 ? 若干克/厘米3 ? 其重度γ为若干达因/厘米3 ? 若干牛/米3 ? 解：l-2 粘度的换算：1.石油在50℃时的重度γ=900达因/厘米3，动力粘度μ=58.86×10-4牛.秒/米2。

求此石油的运动粘性系数ν。

解：2.某种液体的比重为1.046，动力粘性系数μ=1.85厘泊，其运动粘性系数为若干斯? 解：3.求在1大气压下，35℃时空气的动力粘性系数μ及运动粘性系3323333w /8.790/7908/8.9/807 0.807g/cm 807kg/m 1000kg/m cm dy m N s m m kg ==⨯===⨯γ酒精√sm s cm cmdy s cm cm s dy g /104.6/1064 /900/)/980101086.58( 26233224--⨯=⨯=⨯⋅⨯==∴γμν)(/017686.0 /1046.1/1085.1 232w 斯比重s cm cmg cm s g =⨯⋅⨯=⨯=∴-ρμν33235/44.1007/4.10074/8.9/1028 101 ; cm dy m N s m m kg dyN g ==⨯=∴==γργ数ν之值。

解：1-3 相距10毫米的两块相互平行的板子，水平放置，板间充满20℃的蓖麻油(动力粘度μ=9.72泊)。

下板固定不动，上板以1.5米/秒的速度移动，问在油中的切应力τ是多少牛/米2? 解：1-4 直径为150毫米的圆柱，固定不动。

内径为151.24毫米的圆筒，同心地套在圆柱之外。

二者的长度均为250毫米。

柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油。

转动外筒，每分钟100转，测得转矩为9.091牛米。

假设空隙中甘油的速度按线性分布，也不考虑末端效应。

船舶设计原理课后答案船舶设计原理是船舶工程专业的重要课程，通过学习这门课程，我们可以了解船舶的基本设计原理和相关知识，为将来从事船舶设计和制造工作打下坚实的基础。

下面是一些船舶设计原理课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是船舶的主尺度？主尺度包括哪些？答，船舶的主尺度是指船舶的长度、宽度、吃水和排水量等主要尺度。

主要包括全长（L）、型宽（B）、型深（D）和吃水（T）等。

2. 什么是船舶的型线？型线的设计原则是什么？答，船舶的型线是指船舶在纵、横、垂向上的外形线。

型线的设计原则包括减阻、提高航速、改善航行稳性和减小波浪等。

3. 船舶的船体结构主要包括哪些部分？各部分的作用是什么？答，船舶的船体结构主要包括船体外形、船体骨架和船体衬板等。

船体外形是船舶的外形轮廓，船体骨架是船舶的骨架结构，船体衬板是船舶的外壳结构。

4. 什么是船舶的稳性？船舶的稳性与哪些因素有关？答，船舶的稳性是指船舶在静态和动态条件下保持平衡的能力。

船舶的稳性与船体形状、载重条件、船舶运动状态和海洋环境等因素有关。

5. 船舶的推进方式有哪些？各种推进方式的特点是什么？答，船舶的推进方式主要包括螺旋桨推进、水动力推进和风帆推进等。

螺旋桨推进是最常见的推进方式，水动力推进是利用水流动力来推进船舶，风帆推进是利用风力来推进船舶。

通过以上习题的答案，我们可以更加深入地了解船舶设计原理的相关知识，希望大家在学习和工作中能够运用这些知识，不断提高自己的专业能力。

船舶设计原理是一个复杂而又有趣的领域，希望大家能够在学习和工作中有所收获，为船舶工程事业做出更大的贡献。