船舶原理與結(jié)構(gòu)-習(xí)題之四(船舶操縱性)

PAGE習(xí)題及參考答案一．船舶靜力學(xué)部分已知某海洋客貨船的船長(zhǎng)L=155m，船寬B=18m，吃水d=7.1m，排水體積=10900m3，中橫剖面面積AM=115m2，水線面面積AW=1980m2。求該船的方形系數(shù)Cb、水線面系數(shù)CW、中橫剖面系數(shù)CM、縱向棱形系數(shù)Cp及垂向棱形系數(shù)Cvp。解：已知某船方形系數(shù)Cb=0.50，水線面系數(shù)CW=0.73，在海水中平均吃水d=8.20m，求船進(jìn)人淡水中的平均吃水（已知在水溫15C時(shí)，淡水的密度為999.1kg/m3，海水的密度為1025.9kg/m3）。解：記海水的重度為1＝ρ1g，淡水的重度為2＝ρ2g，船進(jìn)人淡水中的平均吃水為d2。在海水中的排水體積為1＝CbLBd，排水量為?1＝11＝1CbLBd，其中L為船長(zhǎng)，B為船寬。假設(shè)船舶從海水中進(jìn)入淡水中時(shí)水線面面積保持不變，則船舶在淡水中的排水量為?2＝2(1+CWLBδd)，其中δd為船舶從海水中進(jìn)入淡水中的吃水變化。由于船舶從海水中進(jìn)入淡水中時(shí)排水量保持不變，所以有1CbLBd＝2(1+CWLBδd)1CbLBd＝2(CbLBd+CWLBδd)解得：由上式可知，當(dāng)1>2時(shí)，δd>0，即吃水增加；當(dāng)1<2時(shí)，δd<0，即吃水減小。船舶從海水中進(jìn)人淡水中的平均吃水為d2＝d+δd，求得：m已知某船正浮時(shí)初穩(wěn)性高=0.6m，排水量Δ=10000t，把船內(nèi)重為100t的貨物向上移動(dòng)3m，再橫向移動(dòng)10m，求貨物移動(dòng)后船的橫傾角。解：記重物垂向移動(dòng)后的初穩(wěn)性高為，可求得m記重物橫向移動(dòng)后產(chǎn)生的橫傾角為，可求得已知某拖輪的排水量Δ=350t，吃水d=1.3m，初穩(wěn)性高=0.8m。拖鉤上的拖力F=5t，拖鉤位于水線以上2.4m，拖索和中縱剖面之間的夾角φ=40o，假定拖輪在橫向移動(dòng)時(shí)的水阻力作用點(diǎn)位于基線之上d/2處。求拖輪的橫傾角。解：如圖所示，橫向拖力分量為t該橫向拖力和拖輪橫向移動(dòng)時(shí)受到的水阻力D大小相等、方向相反，形成一個(gè)使拖輪產(chǎn)生橫傾的橫傾力矩，其值為tm由于橫傾力矩和船舶橫傾時(shí)產(chǎn)生的回復(fù)力矩MR相等，有所以有由此求得拖輪的橫傾角為已知某船的排水量Δ=8000t，重心垂向坐標(biāo)zG=6.70m，浮心垂向坐標(biāo)zB=3.30m。各橫傾角下的形狀穩(wěn)性力臂如下表：(o)102030405060708090(m)0.701.402.223.033.553.853.703.603.25計(jì)算并繪制靜穩(wěn)性曲線和動(dòng)穩(wěn)性曲線，并求當(dāng)船舶受到突風(fēng)吹襲，風(fēng)壓引起的動(dòng)傾力矩為1600t-m時(shí)的動(dòng)傾角。解：靜穩(wěn)性力臂，其中重量穩(wěn)性力臂為。而動(dòng)穩(wěn)性力臂等于靜穩(wěn)性曲線下的面積，可用梯形法近似計(jì)算，即,式中o。回復(fù)力矩作的功為。列表計(jì)算如下：(o)102030405060708090(m)0.701.402.223.033.553.853.703.603.25(m)0.5901.1631.7002.1852.6052.9443.1953.3483.400(m)0.1100.2370.520.8450.9450.9060.5050.252-0.150(m?o)0.5502.2856.07012.89521.84531.10038.15541.94042.450(t?m?o)4.4010318.2810348.56103103.16103174.76103248.80103305.24103335.52103339.60103根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可繪制靜穩(wěn)性曲線和另一種形式的動(dòng)穩(wěn)性曲線：靜穩(wěn)性曲線1.0靜穩(wěn)性曲線1.00.2102030405060708090,103500400300200100102030405060708090動(dòng)穩(wěn)性曲線動(dòng)傾力矩作的功為(t-m)。在動(dòng)穩(wěn)性曲線圖上作的直線（過90作橫軸的垂線，在該垂線上量取高度1600×90=144000，得一點(diǎn)，連接原點(diǎn)和該點(diǎn)即得直線），該直線和動(dòng)穩(wěn)性曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值即為所求動(dòng)傾角，由此得到動(dòng)傾角31。二．船舶阻力部分某內(nèi)河船的速度為23km/h，其與船模的尺度比為25。船模試驗(yàn)時(shí)的傅汝德數(shù)為0.30，和實(shí)船的傅汝德數(shù)相等。試求實(shí)船和船模的雷諾數(shù)（取運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)m2/s）。解：船模試驗(yàn)時(shí)，其傅汝德數(shù)和實(shí)船的傅汝德數(shù)相等，即，式中為船速，為船長(zhǎng)；下標(biāo)和分別表示實(shí)船和船模。所以，可求得船模的航速為m/s由船模的傅汝德數(shù)為0.30可求得船模的長(zhǎng)度為m相應(yīng)的實(shí)船的長(zhǎng)度為m對(duì)于內(nèi)河船，實(shí)船和船模的流體運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)相等，所以，可求得實(shí)船的雷諾數(shù)為同理，可求得船模的雷諾數(shù)為某內(nèi)河船船?？s尺比為30，在水池中拖曳速度為1.2m/s時(shí)，測(cè)得船模興波阻力為0.75kg。試求對(duì)應(yīng)實(shí)船的航速（以kn計(jì)）和興波阻力（以t計(jì)）。（已知1kn＝1.852km/h＝0.514m/s）解：船模試驗(yàn)時(shí)，其傅汝德數(shù)和實(shí)船的傅汝德數(shù)相等，所以，所求實(shí)船的航速為m/s12.8kn當(dāng)船模的傅汝德數(shù)和實(shí)船的傅汝德數(shù)相等時(shí)，船模的興波阻力系數(shù)等于實(shí)船的興波阻力系數(shù)，即有式中為興波阻力，為水的質(zhì)量密度，為船體濕表面積。對(duì)于內(nèi)河船，；而，，所以，實(shí)船的興波阻力為kg20.25t某海船的水線長(zhǎng)100m，船寬14m，吃水5m，排水體積4200m3，舯剖面面積69m2，船速17kn。船模縮尺比為25，船模試驗(yàn)時(shí)水池水溫為20℃，測(cè)得船模阻力為2.5kg，試求實(shí)船在水溫15℃時(shí)的阻力（用8屆ITTC公式計(jì)算摩擦阻力系數(shù)，并取實(shí)船粗糙度補(bǔ)貼＝0.4×10-3。已知水溫為20℃時(shí)，淡水的密度為kg/m3，運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)為m2/s；水溫為15℃時(shí)，海水的密度為kg/m3，運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)為m2/s）。解：根據(jù)二因次換算法，當(dāng)船模和實(shí)船的傅汝德數(shù)相等時(shí)，船模的剩余阻力系數(shù)等于實(shí)船的剩余阻力系數(shù)。所以，實(shí)船的總阻力系數(shù)為其中，船模的總阻力系數(shù)為在求得實(shí)船的總阻力系數(shù)后，可得到實(shí)船的總阻力為其中，實(shí)船濕表面積可由估算濕表面積系數(shù)的圖譜近似估算：已知：；由圖譜查得，所以，實(shí)船濕表面積為m2相應(yīng)的船模濕表面積為m2已知實(shí)船的航速為17kn=8.738m/s；相應(yīng)的船模的航速為m/s已知實(shí)船長(zhǎng)100m，相應(yīng)的船模長(zhǎng)為100/25=4m；實(shí)船和船模的雷諾數(shù)分別為由8屆ITTC公式可求得實(shí)船和船模的摩擦阻力系數(shù)分別為；船模的總阻力系數(shù)為所以，實(shí)船的總阻力系數(shù)為實(shí)船的總阻力為N將船舶阻力用習(xí)慣的公斤和噸表示，有：Nkgt某海船模型長(zhǎng)Lm＝5m，船模濕面積Sm＝10m2，在水溫20℃下進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得Vm＝1.5m/s時(shí)的阻力為4kg。已知實(shí)船長(zhǎng)Ls＝125m，若按8屆ITTC公式計(jì)算摩擦阻力系數(shù)，并取實(shí)船粗糙度補(bǔ)貼＝0.4×10-3，形狀系數(shù)k＝0.022，試用三因次換算法求水溫15℃時(shí)的有效功率。解：船模試驗(yàn)時(shí)，船模的傅汝德數(shù)和實(shí)船的傅汝德數(shù)相等，這時(shí)有及其中船模的縮尺比為：根據(jù)三因次換算法，實(shí)船的總阻力系數(shù)為由模型試驗(yàn)測(cè)得的船模阻力為kgN水溫為20℃時(shí)，淡水的密度為kg/m3，所以船模的總阻力系數(shù)為水溫為20℃時(shí)，淡水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)為m2/s，所以船模的雷諾數(shù)為根據(jù)8屆ITTC公式，船模的摩擦阻力系數(shù)為水溫為15℃時(shí)，海水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)為m2/s，所以實(shí)船的雷諾數(shù)為根據(jù)8屆ITTC公式，實(shí)船的摩擦阻力系數(shù)為所以，實(shí)船的總阻力系數(shù)為水溫為15℃時(shí)，海水的密度為kg/m3；此外，，，所以，可求得實(shí)船阻力為N將船舶阻力用習(xí)慣的公斤和噸表示，有：Nkgt相應(yīng)的有效功率為：KWhp即，所求的有效功率為3079.92KW；或用習(xí)慣的馬力表示，為4188.69馬力。三．船舶推進(jìn)部分某雙槳船，航速為21節(jié)時(shí)，有效馬力為6700公制馬力，測(cè)得每槳的推力為26.5噸，平均伴流速度為2節(jié)。試求伴流分?jǐn)?shù)、推力減額分?jǐn)?shù)、船身效率。解：船速為21節(jié)，平均伴流速度為2節(jié)，所以，伴流分?jǐn)?shù)為已知本雙槳船的有效馬力為（公制馬力）其中船速m/s，所以，總的有效推力為kgf（公斤力）每槳的有效推力為公斤力。已知每槳的推力為公斤力，所以，推力減額分?jǐn)?shù)為船身效率為某雙槳船，航速為15.5節(jié)時(shí)的有效馬力為1921公制馬力，模型試驗(yàn)測(cè)得伴流分?jǐn)?shù)為＝0.104，推力減額分?jǐn)?shù)為＝0.198，相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率為＝1.044，敞水螺旋槳效率為＝0.62，軸系傳送效率為＝0.96。試求螺旋槳發(fā)出的推力及要求的主機(jī)馬力。解：因?yàn)榇贋?5.5節(jié)時(shí)有效馬力為1921公制馬力，所以總的有效推力為kgf（公斤力）總的推力為kgf（公斤力）每槳的推力為11274.3公斤力(11.2743噸)。因?yàn)橥七M(jìn)系數(shù)為其中船身效率為所以，要求的主機(jī)馬力為（公制馬力）四．船舶操縱性部分已知三條船，船A、船B和船C，其無因次質(zhì)量、重心縱向位置和質(zhì)量慣性矩以及線性水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)如下表（表中數(shù)值應(yīng)乘以）：船A7974-176428船B1143257573船A-7488-11593-444-2083-144352978-3467-26401282船B-12608-16630-461-2900-7714330326-6570-29591435船C-11420-15338-576-3074-7144842-523-5544-31681402試求： （1）船A是否具有直線穩(wěn)定性？為什么？（2）船B和船C，哪條船的直線穩(wěn)定性較好？（3）當(dāng)舵角為時(shí)，船A的無因次定?；剞D(zhuǎn)直徑有多大？(假設(shè)定?；剞D(zhuǎn)時(shí)速度)年已漸近，年味在醞釀。

年味是什么？年味是家鄉(xiāng)人準(zhǔn)備過年忙碌的身影和開心的笑容，是家鄉(xiāng)臘月集市的喧鬧和繁榮。年味是家鄉(xiāng)的馓子和大肉的噴香，是家鄉(xiāng)紅芋粉絲的筋道。年味是紅紅火火的場(chǎng)景，紅紅的燈籠，紅紅的春聯(lián)，紅紅的蠟燭。

年味是什么？年味是父母的殷殷期盼，是?；丶铱纯吹脑偃龂诟馈?/p>

年味是什么？年味是親朋好友團(tuán)聚時(shí)的歡快氣氛，人氣旺盛，氣場(chǎng)和諧。年味是鄉(xiāng)里鄉(xiāng)親祝福吉祥，恭喜發(fā)財(cái)，憧憬未來。

年味是什么？年味是對(duì)幸福的虔誠(chéng)叩拜，祈福天地，祈求豐年，祈盼安康。年味是對(duì)生活的莊嚴(yán)承諾，除舊布新，承上啟下，激勵(lì)自我。年味是對(duì)美德的竭力弘揚(yáng)，尊老愛幼，平等互助，濟(jì)困扶貧。

年味是什么？年味就是年俗，約定俗成，歷史悠久。年俗里有說不完的故事，道不盡的風(fēng)情。年俗里飽含著人們對(duì)吉祥如意的向往，對(duì)和諧美滿的渴望，對(duì)至善至美的執(zhí)著追求。

總之，年味是喜慶的氛圍，是積極向上的精神，是洋溢著人情味的文化傳統(tǒng)。留住濃濃的年味，就是留住我們的精神家園，留住我們的文化基因！

有人說如今人錢多了，年味卻淡了。我說年味的濃淡和物質(zhì)條件關(guān)系不大。舊時(shí)農(nóng)歷年底要結(jié)清一年的賬目，欠租借債的人把這一段時(shí)間看成是難以度過的關(guān)口，所以也把年底叫做年關(guān)。但在家鄉(xiāng)有規(guī)矩，年三十貼上春聯(lián)后要賬的就不能再上門，這是對(duì)人最起碼的尊重，不能逼得太緊，不能耽誤任何人過年團(tuán)聚。連在外躲債的窮人都知道回家過年，可見人們對(duì)過年的重視，對(duì)團(tuán)聚的向往，對(duì)好日子的渴求。當(dāng)今人們過年不愁沒錢花了，有的人便比闊斗富，鞭炮更長(zhǎng)了，焰火更美了，壓歲錢更多了。腰桿子挺直了，活出了尊嚴(yán)，但只顧夜以繼日地鏖戰(zhàn)在麻將桌旁，親戚朋友走動(dòng)少就有了心靈的距離，年味也就淡了。

有人說如今人忙了，年味被沖淡了。其實(shí)，年是一個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。家鄉(xiāng)人常說，忙了一年了，過年得好好歇幾天，好好吃幾頓餃子。如今很多人只顧埋頭掙錢，一年四季天天忙，忙得忘了家，忘了生命的根，忘了生命之舟的港灣在哪里，忘了心靈的驛站在何方，忘了調(diào)整后再輕裝上陣。一年有四季，春耕夏耘秋收冬藏；人生有節(jié)奏，張弛有度養(yǎng)精蓄銳。而對(duì)于金錢大于一切的人來說，心中的年味確實(shí)是越來越淡了。許久之后，我回過神來?；貜?fù)她：我那天剛好安排了工作，可能去不了，真的非常抱歉。但是請(qǐng)收下我最最真摯的祝福哈。她說：哎呀，就是家里人催，剛好遇見了喜歡的人，就剛好辦了。就這樣，她一句，我一句，我們之間好像把沒聯(lián)系的這幾年的所有言語全部攢到一起一樣，她說著她幸福的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，我祝福著她的美好愛情。我訴說著近幾年的經(jīng)歷，她也感慨著我們真的都變得不一樣了。不知不覺得，聊到很晚。像那年大學(xué)一樣，我們徹夜不眠，有說不完的話。我們精神十足，有幻想不完的未來。這種感覺，陌生又熟悉，但，真的久違了。她大婚的當(dāng)天，我在忙，一直到很晚才有空去刷朋友圈，看到她曬出婚禮現(xiàn)場(chǎng)的幸福照片，替她感到幸福和快樂。看到婚禮現(xiàn)場(chǎng)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，感受著她的幸福，感覺，真好。后來，她私信我說：親愛的，你的禮物收到了，就知道你是最愛我的。我笑著回復(fù)她：哈哈，喜歡就好，這么多年，我最慶幸的是，你沒變，當(dāng)然，我也沒變。再后來，我們零零散散的聊了幾句，都以工作忙的原因終止了聊天。微信里的聊天對(duì)話框從最前面被工作上聯(lián)系的人和群消息一一代替，想要再次找到對(duì)話框就要在搜索欄里手動(dòng)搜索了。這種短暫的，頻繁的聯(lián)系，就像海浪走過沙灘時(shí)波濤洶涌，也像有時(shí)候的大海風(fēng)平浪靜一樣。我們恢復(fù)了正常的生活，她所有的朋友圈我都會(huì)看，但是不評(píng)論，不點(diǎn)贊。我的朋友圈也看不到她的身影。我想，過的好所以才不會(huì)在朋友圈里無病呻吟吧。過得好，才不會(huì)在朋友圈里感慨萬千吧。生活歸于平靜，我們也歸于平靜。不聯(lián)系，不打擾，也不會(huì)有任何波瀾，或許