船舶原理(杜嘉立)課后簡答題答案

船舶原理(杜嘉立)課后簡答題答案船舶原理課后簡答題答案第二章1.船舶營運中的船舶重力與重心，浮力與浮心如何確定？斜角速度的傾斜外力矩。動穩(wěn)性指在動態(tài)力作用下，計及傾斜角速度的穩(wěn)性。4、貨艙內(nèi)載荷（集裝箱除外）的重心高度通常有哪幾種確定方法?（P46）eq\o\ac(○,1)估算法：適用于確定貨艙內(nèi)包裝或散裝固體貨物的合重心距基線高度。eq\o\ac(○,2)利用艙容曲線圖或數(shù)據(jù)表：適用于具備艙容曲線圖或數(shù)據(jù)表資料的船艙內(nèi)確定固體或液體載荷的合重心高度。對液體載荷，貨物上表面平整的散裝貨或艙內(nèi)容易歸并為分層平鋪形式的件雜貨，使用這一方法精度較高。eq\o\ac(○,3)取艙容中心作為重心高度：使用這一方法時，當艙內(nèi)載荷的均質(zhì)性越差或滿艙率越低時誤差將越高。此方法確定的zi通常要高于載荷實際高度，即求取的GM小于其實際值，偏于安全。因方便被船員樂于采用。5.靜穩(wěn)性曲線上的主要特征有哪些?對于特定的船舶，其靜穩(wěn)性曲線隨排水量、載荷的縱向分布和船舶液體艙內(nèi)存在的自由液面狀況而變化，其曲線特征如下：靜穩(wěn)性曲線在原點處的斜率等于初穩(wěn)性高度GM在橫傾角為30o時，對應的復原力臂GZ可以用于表征船舶的大傾角靜穩(wěn)性。靜穩(wěn)性曲線最高點的縱坐標值，表示船舶所能承受的最大靜傾力矩，其對應的橫傾角為靜穩(wěn)性曲線的上升段存在一個反曲線點，此點處曲線斜率最大，此點所對應的橫傾角為甲板入水角當復原力臂0時對應的橫傾角為穩(wěn)性消失角，當船舶橫傾角超過這個角時，船舶的復原力矩為負值，此時船舶將繼續(xù)傾斜直到傾覆，可用于表征船舶的大傾角穩(wěn)性。靜穩(wěn)性曲線下的面積，曲線下的面積越大，船舶穩(wěn)性越大。6,采取哪些措施可以減少船上自由液面對船舶穩(wěn)性的影響。在計算船舶初穩(wěn)性高度時，應采取以下措施對自由液面進行修正：凡是存在自由液面的液體艙，均應計算裝載50%的自由液面影響；消耗的液體艙和航行途中加載壓載水的壓載艙，應該假設(shè)每一類液體至少有一對邊艙或一個中心線上的艙存在自由液面，且所取得艙組或艙的自由液面應為最大者，滿載液貨艙按裝載至98%艙容高度計算0度橫傾自由液面的影響，液貨艙之外的液艙，裝滿98%以上倉容的液體艙及通常剩余液體的空艙，可不計自由液面的影響。減少自由液面對船舶的穩(wěn)性的影響還可以在液體艙內(nèi)加n道縱隔壁。7，船舶在不同裝載情況下穩(wěn)性有哪些檢驗方法？根據(jù)船舶的裝載情況和船上配備的穩(wěn)性資料的不同，穩(wěn)性的校驗方法通常包括兩個方面：對穩(wěn)性最低要求的校核；當船舶選定的核算裝載狀態(tài)與其《裝載手冊》的船舶資料中某一基本狀況相同，或者前者的穩(wěn)性狀況比后者好時，可以免除此項校驗過程若船舶資料提供有御用重心高度KG曲線圖或最小許用初穩(wěn)性高度GM曲線圖時，則所核算的裝載情況下，經(jīng)自由液面修正后的GM或者KG必須滿足下列兩個條件GM+或者KG(KG-C)C;當船舶資料中缺少許用重心高度或者最小許用初穩(wěn)性高度資料時，則需要根據(jù)船舶《穩(wěn)性報告書》中所提供的資料條件，決定采用何種穩(wěn)性規(guī)則校核。2），對船舶橫搖周期的校核對于航行中的船舶，在滿足其穩(wěn)性最低要求的前提下，所核算的裝載狀態(tài)下未經(jīng)自由液面修正的GM0通常還需要同時滿足的條件GM小于或等于橫搖周期問9S時對應的GM.船舶在離港狀況下滿足我國法定穩(wěn)性衡準要求，在什么情況下仍有發(fā)生傾覆沉船的可能？1.隨浪穩(wěn)性：在船舶遇到波長為0.6到2.3倍船長，特別是接近船長，且波向接近航向、波速接近航速時發(fā)生2.船舶在順浪和偏順浪下易發(fā)生沖浪而發(fā)生大幅度橫傾3.參激橫搖：由于縱搖或垂蕩對橫搖的耦合作用或由波浪的周期性干擾，引起船舶的橫向復原力矩的周期變化引起的橫搖運動我國《法定規(guī)定》對國內(nèi)航行普通干散貨船的穩(wěn)性要求有哪些?1初穩(wěn)性高度GM不小于0.152橫傾角等于30度的復原力臂應不小于0.20m,如船體進水角小于30度，則進水角復原力臂應不小于0.203船舶最大復原力臂對應的橫傾角應不小于25度4穩(wěn)性衡準數(shù)k應不小于1.00IMO《2008年IS規(guī)則》對普通干散貨船穩(wěn)性要求有哪些？1初穩(wěn)性高度GM應不小于0.152復原力臂曲線在橫傾角0到30度之間所圍面積應不小于0.055m.rad3復原力臂曲線在橫傾角0到40度或進水角中較小者之間所圍的面積應不小于0.090m.rad4復原力臂曲線在橫傾角30度到40度或進水角中較小者之間所圍的面積不應小于0.030m.rad5橫傾角30度處的復原力臂應不小于0.20m6最大復原力臂對應角不小于25度7滿足天氣衡準要求11、簡述臨界穩(wěn)性高度和極限重心高度的定義及其應用。臨界穩(wěn)性高度（船舶最小許用初穩(wěn)性高度）GMc是指恰能同時滿足船舶完整穩(wěn)性全部指標的最低要求時，對船舶初穩(wěn)性高度的最低限定值。極限重心高度（船舶許用重心高度）KGc是指恰能同時滿足船舶完整穩(wěn)性全部指標的最低要求時，對船舶重心高度的最高限定值。應用：借助此類資料，在校核船舶穩(wěn)性時，只需計算經(jīng)自由液面修正后的初穩(wěn)性高度或重心高度一項直播安，省去了需要回執(zhí)船舶敬文星或動穩(wěn)性曲線的麻煩，從而可以大大簡化穩(wěn)性的校核過程。12、如何用簡潔方法判斷一艘船舶的穩(wěn)性是否滿足《法定規(guī)則》的要求？詳見P101要求同時滿足：經(jīng)自由液面修正GM>=GMc+0.2和未經(jīng)自由液面修正GM0<=GM|Tθ=9s.第四章一艘船航行時為什么要保持適當?shù)某运睿?、船舶吃水差不滿足要求時有哪些調(diào)整方法？答：縱向移動載荷；選擇適當艙位加減載荷3、試述吃水差比尺的使用方法？第五章1、請給出下列名詞的定義：艙壁甲板：指船舶水密橫艙壁上達的最高一層甲板；滲透率：當船艙進水后，其實際進水體積V1總要小于空艙的型體積V，兩者之比稱為滲透率；限界線：在艙壁甲板邊線以下76mm（即3in）處所繪的一條曲線稱為安全限界線；可浸長度：船舶進水后的水線恰與限界線相切時的船艙最大許可艙長稱為可浸長度；分艙因數(shù)：為便于體現(xiàn)對各類船舶抗沉性方面的要求不同，需要引入一個等于或小于1.0的表征抗沉性要求的系數(shù)，稱為分艙因數(shù)；許可艙長：指實際的可浸長度與分艙因數(shù)的乘積2.船舶進水艙室分幾類，它們有哪些主要區(qū)別？第一類艙：進水艙被灌滿，其艙頂位于水線一下且未破損。第二類艙：進水艙未被灌滿，艙內(nèi)外水不相聯(lián)通第三類艙：艙頂位于水線以上，艙內(nèi)外水相聯(lián)通3．請簡述《船舶破損控制手冊》中船舶破損控制圖顯示的主要內(nèi)容。船舶破損控制圖是一張比例不小于1：200，為清晰地顯示各層甲板及貨倉水密艙地限界、限界上開口及其關(guān)閉裝置和控制位置，以及扶正由于進水產(chǎn)生地橫搖裝置位置等內(nèi)容而專門繪制地船舶每層甲板地俯視圖。4．《船舶破損控制手冊》地主要內(nèi)容包括哪些？一、船舶相關(guān)技術(shù)資料1.船舶主要參數(shù)、貨倉和機艙尺度2．排水泵排量和最大排水能力3．船舶破損控制圖張貼位置二、傳播破損控制1．船舶碰撞造成破損后地應急措施2．調(diào)整橫傾及縱傾地注意事項3．進入或逃出水密艙柜地方法三、船舶破損控制須知1．船艙進水重量和進水速率估算公式2．船長對船體破損風險地分析四、附錄1．本輪堵漏器材清單及檢查和保養(yǎng)要點2．本輪貨倉、水艙和油艙的通風管。測量管、溢油管在甲板上的位置圖3．船舶破損是本輪水密裝置操作程序及其須知某排水量50000t的遠洋船在滿載狀態(tài)下航行途中，在第2貨艙艙壁水線下發(fā)現(xiàn)船殼出現(xiàn)裂縫且有海水涌入裝滿大豆的貨艙，你認為應當采取那些應急措施？關(guān)閉所有的水密和風雨密裝置；將大豆拋出船外，對裂縫處進行修補。第六章1、船體強度的概念是什么？有哪些分類？船體強度是指為了保證船舶安全，船體結(jié)構(gòu)必須具有的抵抗各種內(nèi)外作用力不使之發(fā)生極度變形和破壞的能力。分類：總強度和局部強度；總強度又分為縱向強度，橫向強度和扭轉(zhuǎn)強度船體橫剖面上的切力和彎矩是如何產(chǎn)生的？分別使船體產(chǎn)生怎樣的變形？其大小受什么限制？如果船體縱向坐標位x的橫剖面一側(cè)載荷分布曲線下的面積代數(shù)和不等于零，就意味著該側(cè)所受的重力和浮力總數(shù)不相等。為了維持平衡，該側(cè)船體必然收到來自另一側(cè)船體的作用力，這一作用力就是通過橫剖面的船體縱向有效構(gòu)件傳遞的內(nèi)力——切力。如果縱坐標為x的剖面一側(cè)載荷曲線下的面積對該剖面所取的面積靜矩之代數(shù)和不等于零，那么即剖面一側(cè)的重力對剖面的力矩不等于該側(cè)浮力對剖面的力矩，同樣也需要一個力矩來維持平衡，這一內(nèi)部力矩就是彎矩。剪切使船體剪切變形，彎矩使船體彎曲變形。船體縱向強度條件的校核方法有哪些？1)許用切力和許用彎矩：船舶設(shè)計部根據(jù)各剖面的實際尺度及其布局和使用材料，據(jù)《規(guī)范》推算出船舶各個橫剖面上正、負兩個方向上最大允許的靜水切力和靜水彎矩，作為該剖面的許用切力和許用彎矩，供船舶裝載時校核強度條件之用。2)計算并校核各橫剖面的靜水切力和靜水彎矩。帆船長不小于90米且裝載不均勻，或船長不小于90米且有2道縱艙壁的船舶均應進行靜水切力校核。3）船中靜水彎矩估算法。原理：將船體中橫剖面允許承受的最大靜水彎矩Ms作為校核船舶總縱彎矩的衡準并與船舶該航次實際裝載時作用于船體的靜水彎矩Ms’作比較。當/Ms’/≦Ms時，總縱強度不受損傷；當/Ms’/>Ms時，總縱強度不滿足要求；當Ms’>0時,船舶成中拱狀態(tài);當Ms’<0時，船舶成中垂狀態(tài)。4）強度曲線圖及其數(shù)值表5）船舶總強度電算校核方法.。運用計算機對船體n個橫剖面進行校核中第i個剖面的切力、彎矩和扭矩的校核指標分別為;；則表明船體受力滿足總縱強度和扭轉(zhuǎn)強度條件。6）滿足縱強度條件的經(jīng)驗積載方法。按照經(jīng)驗配貨方法，各貨倉裝貨重量的計算公式如下，7）根據(jù)實際吃水判斷船舶的總總彎曲變形。船中平均吃水大于首尾平均吃水，船舶處于中垂變形狀態(tài)；船中平均吃水小于首尾平均吃水，船舶處于中拱變形狀態(tài)。8）用主機氣缸曲拐開檔差值校驗拱垂變形。4、船體總縱彎曲變形的大小受哪些因素影響？實際生產(chǎn)中可采取哪些措施減緩這一變形？船體總縱彎曲變形受油水及貨物的縱向分布等因素的影響，可通過船體總體布置來分析這種影響。1)對于舯機船通過以下方式消除影響。貨物配置、油水配置及使用、正確使用深艙和冷藏艙。2)艉機船。合理安排壓載水、油水分配與使用。3）中后機船。減輕壓載狀態(tài)的中拱變形，同艉機船空船壓載狀態(tài)一致。5、船體局部強度的概念是什么？不同情況下,船體局部強度分別用什么指標表示?其含義和所使用的船舶裝載狀況是什么？船體結(jié)構(gòu)必須具有抵抗在局部外力作用下產(chǎn)生的局部極度變形或損壞的能力，這種能力就是船體局部強度。表示指標：1）均布載荷。指船舶不同載貨部位單位面積允許承受的最大重量。2）集中載荷。指某一特定面積上允許承受的最大重量。3）車輛甲板載荷。指在艙蓋、甲板或艙內(nèi)裝載車輛或使用車輛裝卸貨時，甲板、艙蓋或內(nèi)底板允許承受的以特定車輪數(shù)目為前提的車輛及所載貨物的總重量。4）堆積載荷。指集裝箱船的甲板、艙蓋或艙底上不同的20英尺或40英尺集裝箱底座所能承受的最大重量。第七章什么是快速性？如何改善快速性？船舶快速性是指在給定主機功率下船舶的直線均速航行的性能。為了提高船舶的快速性，一方面應盡力降低流體對船舶的阻力，另一方面則應盡可能提高船舶的推進系數(shù)。船舶阻力由哪幾個部分組成？其中基本阻力按其產(chǎn)生的原因不同，可分為哪三部分？實際應用中船舶阻力分為基本阻力和附加阻力兩部分?；咀枇Π醋枇Ξa(chǎn)生原因不同可分為摩擦阻力；壓差阻力，通常稱為剩余阻力，根據(jù)其不同特點分為黏性壓差阻力（渦流阻力），興波壓差阻力（興波阻力）。摩擦阻力的成因是什么？如何減小摩擦阻力？水是具有黏性的液體，船舶在水中運動時，作用在整個船體濕面積S上所受切應力沿艏艉向的分力即為摩擦阻力。摩擦阻力的大小，除了與水的黏性有關(guān)外，主要與船體水下濕表面積的大小、船體表面的光滑程度（稱為粗糙度）和船的航速大小有關(guān)。船體與水接觸的面積越大、船體表面越粗糙、船舶航行速度越高，摩擦阻力就越大。減小摩擦阻力就是在相同排水量的情況下設(shè)法減小船體的濕表面積，例如：定期進行檢修，清除污底，重新油漆船殼等。渦流阻力的成因是什么？如何減小渦流阻力？答：有船體尾部產(chǎn)生漩渦導致壓力降低所致，渦流阻力主要與船舶水下部分（主要是尾部）形狀及航速有關(guān)，航速一定時形狀其決定作用，增加船舶的長寬比，即船型瘦長時，渦流阻力可以減小。興波阻力的成因是什么？如何減小興波阻力？答：成因：水面船體運動中興波引起壓力分布的變化所產(chǎn)生的阻力。減小興波阻力途徑：降低船速；適當選擇船舶長度；船舶采用球鼻艏設(shè)計。船舶的附加阻力有哪幾部分組成？一般如何減小其影響？答：船舶附加阻力包括：附體阻力、空氣阻力、污低阻力、洶濤阻力和淺水附加阻力。船體水下做成流線型減少附體阻力；減少受風面積、上層建筑前段設(shè)計成流線型、后端成階梯狀且盡可能低而長來減少空氣阻力；通過定期進塢清除污底，外層加涂防污漆來減少污低阻力。減緩船舶縱搖和升沉運動減小洶濤阻力；減小吃水與水深比（d/h），降低船速來減少淺水附體阻力。7.球鼻艏為何能降低阻力？在航行時，由球鼻艏所產(chǎn)生的波浪與船體所興起的艏橫波發(fā)生有利干擾，可減小興波阻力。即當球鼻興波的波谷和船首波的波峰處于相同位置，使合成波的波高較原來船首波的波高有明顯減小，從而降低興波阻力。 8.阻力全相似定律及傅汝德假設(shè)的內(nèi)容是什么？為何實船與船模無法做到全相似？阻力全相似定律：船模與實船幾何相似且雷諾數(shù)Rn和傅汝德數(shù)Fn均相等時，兩者的基本阻力Co相等。傅汝德假設(shè)：1.基本阻力Ro和摩擦阻力和剩余阻力組成。2.船體的摩擦阻力等于相當平板的摩擦阻力。3.剩余阻力系數(shù)Cr處理為僅與傅汝德數(shù)有關(guān)。淡水與海水的運動黏性系數(shù)相差甚微，無法滿足雷諾數(shù)和傅汝德數(shù)均相等，且船模試驗池液體的γ無法實現(xiàn)遠小于水，所以實船與船模無法做到全相似。9.何為船舶失速？為何船在風浪航行時不計算其阻力，而變?yōu)榭紤]失速？船舶在風浪中航行時，若主機發(fā)出的功率不變，由于洶濤阻力的的存在使其船速低于靜水船速，其較之靜水中的船速的降低值為失速。洶濤阻力一般與船舶縱搖和升沉運動以及與波浪的的相位關(guān)系有關(guān)，一般不能準確方便得出洶濤阻力而轉(zhuǎn)為由失速即降低值簡單清楚得出船舶航行主機需要的儲備功率。10：淺水航行為何會增加阻力和吃水？在淺水中，河床與船底之間距離很小，即水流過水斷面很小，船底的流速明顯增加，因而壓強降低，船體下沉，吃水增加。其增加的程度與航道水深及船舶航速有關(guān)。因船底邊界層自首向后逐漸增加，船尾富余水深（船底與河床之間的余量）減小，常會產(chǎn)生尾傾。此時，船體周圍的水流因空間受限，水流加快，船體下沉，吃水增加，縱傾加大，因而摩擦阻力增加；此外，淺水航行時，興波阻力增加，船尾渦流增大，渦流阻力增大；所以船舶總體阻力增大。11：名詞解釋：槳葉，槳轂，....（如需文字，請參考152頁上端） 12：螺旋槳是如何產(chǎn)生推力的？為什么在正車等轉(zhuǎn)速條件下，系泊時的推力要大于航行時的推力？系泊時，有此時，螺旋槳進速為零；是相對于水的切向速度，大小為；b是槳葉在半徑r處的葉寬。依圖，可以得到這時，微推力等于微阻力：推力為：轉(zhuǎn)矩為：船舶前航正車時，由于螺旋槳前進，螺距角不等于沖角，存在進程角，所以推力下降。13.螺旋槳的進速與船速有什么區(qū)別？因螺旋槳有船體伴流影響，進速應小于船速.14.船體和螺旋槳之間各有什么影響？船體對螺旋槳推力的影響—伴流影響。伴流分布：沿船體前后方向，船首最小、船尾最大，離船體越遠，伴流越??；船尾處沿螺旋槳的徑向，上大下小，左右對稱船速與螺旋槳進速伴流對提高螺旋槳推力是個有利因素;螺旋槳對船體的影響—推力減額。船尾螺旋槳工作時，其產(chǎn)生的水流柱，引起船體尾部流速加快，壓強降低，從而使船體阻力產(chǎn)生增值，這部分增加的阻力稱為阻力增額。計算時常處理為推力減額。船舶主機功率和有效功率之間有何關(guān)系？有效功率與主機機器功率之比稱為推進系數(shù)，該值約為0.5～0.7。這就是說，主機發(fā)出功率變?yōu)榇巴七M有效功率后己損失了將近一半.推進系數(shù)由哪幾個效率組成？答：螺旋槳的推進系數(shù),主要由軸系傳送效率，相對旋轉(zhuǎn)效率，敞水槳效率和船身效率組成.什么是空泡現(xiàn)象？空泡產(chǎn)生的條件是什么？答：螺旋槳在水下工作時往往會在槳葉的葉片處產(chǎn)生空泡，這種現(xiàn)象稱為空泡現(xiàn)象.產(chǎn)生條件是：（其中為槳葉上任一點B的壓強；為水的汽化壓強）空泡有幾個階段？對螺旋槳有什么危害？答：空泡有兩個階段，第一階段空泡為開始階段，當葉背某處的壓力降低至該水溫下的汽化壓力時，該點的水質(zhì)就會首先形成空泡，因此時的空泡只占據(jù)葉面的一小部分，稱局部空泡.當局部空泡形成后，隨著螺旋槳的轉(zhuǎn)動及水流的沖刷，空泡產(chǎn)生位置會進行后移，進入了壓強大于汽化壓力的場所，空泡受壓直接產(chǎn)生破裂，瞬間的破裂可對槳面產(chǎn)生很大的沖擊力.第二階段空泡：隨著來流速度的提高，若螺旋槳在運動過程中，葉背的負壓力不僅繼續(xù)增加，而且范圍也有所擴大，在葉背某點先前產(chǎn)生的局部空泡，此時盡管由于水流的流刷而后移，但后移區(qū)域的壓力條件呢任然適合空泡產(chǎn)生和存在，于是局部空泡就在葉背寬度方向逐漸擴展，可達60%~70%葉背面積，從而形成空泡.危害：瞬間的空泡破裂會使槳葉表面金屬材料受到剝蝕而遭損壞，減小了槳葉斷面面積，降低了螺旋槳的強度.片空泡產(chǎn)生后，局部空泡的剝蝕現(xiàn)象開始消失轉(zhuǎn)而使螺旋槳葉背的大部分或全部被籠罩，使螺旋槳的水動力特性惡化，影響螺旋槳的效率.延緩或避免空泡現(xiàn)象的產(chǎn)生有哪些方法？要避免產(chǎn)生槳葉切面發(fā)生空泡，應設(shè)法減小減壓系數(shù)或增加空泡數(shù)。減小減壓系數(shù)的措施有：1，增加螺旋槳的盤面比；2，采用圓背式（弓型）葉剖面；3，減小螺距。增加空泡數(shù)的措施有：1，增加螺旋槳的浸沉深度；2，降低螺旋槳的轉(zhuǎn)速。第八章什么是船舶的耐波性？船舶搖蕩有哪幾種形式？有何危害？耐波性是船舶在風浪海況下的航行性能。船舶有6個自由度的運動，分別為縱蕩，橫蕩，垂蕩，橫搖，縱搖，艏搖。船舶在海上激烈顛簸和搖擺，會使船舶穩(wěn)性變壞，降低航速，甲板上浪，損壞船體結(jié)構(gòu)。造成貨損，引起旅客頭暈和影響船員工作等，嚴重時還會在波浪中諧搖，危及船舶安全。船舶在靜水中無阻橫搖與有阻橫搖的規(guī)律是什么？有何聯(lián)系？船舶在靜水中無阻橫搖條件下，船舶橫搖呈初始擺幅的有始無終的余弦曲線。必須給船一個初始擺幅才能使船搖擺起來，一旦已經(jīng)搖擺起來，因無阻尼，則橫搖將有始無終。船舶在靜水中有阻橫搖條件下，船舶橫搖呈初始擺幅且有始有終衰減的余弦曲線。兩則的區(qū)別;(1）運動方程或橫搖曲線僅相差，前者為有始無終，后者為有始有終；（2）可以認為。對于靜水橫搖：要滿足搖幅的微小性，其途徑在于增大阻尼力矩系數(shù)n；要滿足周期的緩慢性，對于給定的船舶，其途徑主要在于降低穩(wěn)性高度GM。什么叫自由搖擺周期，它與初穩(wěn)性高度有何關(guān)系？為船舶靜水無