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习题及参考答案(邹早建教授提供)一.船舶静力学部分
1.已知某海洋客货船的船长L=155m,船宽B=18m,吃水d=
7.1m,排水体积=10900m3,中横剖面面积AM=115m2,水线面面积AW=1980m2求该船的方形系数Cb、水线面系数CW、中横剖面系数CM、纵向棱形系数Cp及垂向棱形系数Cvp解
2.已知某船方形系数Cb=
0.50,水线面系数CW=
0.73,在海水中平均吃水d=
8.20m,求船进人淡水中的平均吃水(已知在水温15C时,淡水的密度为
999.1kg/m3,海水的密度为
1025.9kg/m3)解记海水的重度为1=ρ1g,淡水的重度为2=ρ2g,船进人淡水中的平均吃水为d2在海水中的排水体积为1=CbLBd,排水量为∆1=11=1CbLBd,其中L为船长,B为船宽假设船舶从海水中进入淡水中时水线面面积保持不变,则船舶在淡水中的排水量为∆2=21+CWLBδd,其中δd为船舶从海水中进入淡水中的吃水变化由于船舶从海水中进入淡水中时排水量保持不变,所以有1CbLBd=21+CWLBδd1CbLBd=2CbLBd+CWLBδd解得由上式可知,当12时,δd0,即吃水增加;当12时,δd0,即吃水减小船舶从海水中进人淡水中的平均吃水为d2=d+δd,求得m
3.已知某船正浮时初稳性高=
0.6m,排水量Δ=10000t,把船内重为100t的货物向上移动3m,再横向移动10m,求货物移动后船的横倾角解记重物垂向移动后的初稳性高为,可求得m记重物横向移动后产生的横倾角为,可求得
4.已知某拖轮的排水量Δ=350t,吃水d=
1.3m,初稳性高=
0.8m拖钩上的拖力F=5t,拖钩位于水线以上
2.4m,拖索和中纵剖面之间的夹角φ=40º,假定拖轮在横向移动时的水阻力作用点位于基线之上d/2处求拖轮的横倾角解如图所示,横向拖力分量为t该横向拖力和拖轮横向移动时受到的水阻力D大小相等、方向相反,形成一个使拖轮产生横倾的横倾力矩,其值为tm由于横倾力矩和船舶横倾时产生的回复力矩MR相等,有所以有由此求得拖轮的横倾角为
5.已知某船的排水量Δ=8000t,重心垂向坐标zG=
6.70m,浮心垂向坐标zB=
3.30m各横倾角下的形状稳性力臂如下表º102030405060708090m
0.
701.
402.
223.
033.
553.
853.
703.
603.25计算并绘制静稳性曲线和动稳性曲线,并求当船舶受到突风吹袭,风压引起的动倾力矩为1600t-m时的动倾角解静稳性力臂,其中重量稳性力臂为而动稳性力臂等于静稳性曲线下的面积,可用梯形法近似计算,即式中º回复力矩作的功为列表计算如下º102030405060708090m
0.
701.
402.
223.
033.
553.
853.
703.
603.25m
0.
5901.
1631.
7002.
1852.
6052.
9443.
1953.
3483.400m
0.
1100.
2370.
520.
8450.
9450.
9060.
5050.252-
0.150m·º
0.
5502.
2856.
07012.
89521.
84531.
10038.
15541.
94042.450t·m·º
4.40
10318.28
10348.56
103103.16
103174.76
103248.80
103305.24
103335.52
103339.60103根据表中的数据可绘制静稳性曲线和另一种形式的动稳性曲线动倾力矩作的功为t-m在动稳性曲线图上作的直线(过90作横轴的垂线,在该垂线上量取高度1600×90=144000,得一点,连接原点和该点即得直线),该直线和动稳性曲线的交点所对应的横坐标值即为所求动倾角,由此得到动倾角31二.船舶阻力部分
6.某内河船的速度为23km/h,其与船模的尺度比为25船模试验时的傅汝德数为
0.30,和实船的傅汝德数相等试求实船和船模的雷诺数(取运动粘性系数m2/s)
7.某内河船船模缩尺比为30,在水池中拖曳速度为
1.2m/s时,测得船模兴波阻力为
0.75kg试求对应实船的航速(以kn计)和兴波阻力(以t计)(已知1kn=
1.852km/h=
0.514m/s)
8.某海船的水线长100m,船宽14m,吃水5m,排水体积4200m3,舯剖面面积69m2,船速17kn船模缩尺比为25,船模试验时水池水温为20℃,测得船模阻力为
2.5kg,试求实船在水温15℃时的阻力(用8届ITTC公式计算摩擦阻力系数,并取实船粗糙度补贴=
0.4×10-3已知水温为20℃时,淡水的密度为kg/m3,运动粘性系数为m2/s;水温为15℃时,海水的密度为kg/m3,运动粘性系数为m2/s)
9.某海船模型长Lm=5m,船模湿面积Sm=10m2,在水温20℃下进行试验,测得Vm=
1.5m/s时的阻力为4kg已知实船长Ls=125m,若按8届ITTC公式计算摩擦阻力系数,并取实船粗糙度补贴=
0.4×10-3,形状系数k=
0.022,试用三因次换算法求水温15℃时的有效功率静稳性曲线
1.
00.
80.
60.
40.2102030405060708090103500400300200100102030405060708090动稳性曲线。