船舶原理与结构_习题之四(船舶操纵性)

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1、船舶原理与结构2011-2012学年第1学期习题及参考答案（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15°C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g1＝ρ1´g，

2、淡水的重度为g2＝ρ2´g，船进人淡水中的平均吃水为d2。在海水中的排水体积为Ñ1＝CB´L´B´d，排水量为∆1＝g1´Ñ1＝g1´CB´L´B´d，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＝g2(Ñ1+CW´L´B´δd)，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g1´CB´L´B´d＝g2(Ñ1+CW´L´B´δd)g1´CB´L´B´d＝g2(CB´L´B´d+CW´L´B´δd)解得：由上式可知，当g1>g2时，δd>0，即吃水增加；当g1

3、船舶从海水中进人淡水中的平均吃水为d2＝d+δd，求得：-9-船舶原理与结构2011-2012学年第1学期m1.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2.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

4、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-9-船舶原理与结构2011-2012学年第1学期1.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：(º)102030405060708090(m)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

5、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：(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)4.40´10318.28´10348.56´103

6、103.16´103174.76´103248.80´103305.24´103335.52´103339.60´103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：静稳性曲线1.00.80.60.40.2102030405060708090,´103500400300200100102030405060708090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-9-船舶原理与结构2011-2012学年第1学期的交点所对应的横坐标值即为所求动倾角

7、，由此得到动倾角31°。二．船舶阻力部分1.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）。解：船模试验时，其傅汝德数和实船的傅汝德数相等，即，式中为船速，为船长；下标和分别表示实船和船模。所以，可求得船模的航速为m/s由船模的傅汝德数为0.30可求得船模的长度为m相应的实船的长度为m对于