2018船舶操纵摇摆习题选讲.pdf

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1、1、现有一艘长方体形状的驳船，已知它的长为L=100，宽B=18m，吃水T=4m。重心高KG=5m。请估算该驳船的横摇、纵摇和垂荡固有周期。利用切片理论可确定附加质量，假定切片附加质量可估计为2rpB，8解：对于垂荡，排水体积为3?LBT=100*18*4=7200m水线面面积2S=LB*=100*18=1800m，附加质量W2rpBL/2rp2DI=dx=BL=12723.45r，Tz=6.68szò88-L/22、有一个拖曳水池长度为L=150m，一端安装造波机。该造波机可以产生周期为T=2s，波幅为0.2

2、m的规则波。假定水深无限，请通过计算确定：a（1）波长λ和圆频率ω；（2）波表面上水质点的最大水平和垂直速度；（3）水深0.5m处最大动压力；（4）相速度c和群速度cg；（5）波前到达水池另一端所需要的时间。解：因假定水深无限，所以考虑深水波。22（1）圆频率=rad/sT222g222ggg根据色散关系：gk,可得波长=6.24m，22222波数k=1；2/gg（2）波面上水质点的最大水平和垂直速度:uw0.2=0.628m/s；maxmaxa

3、hk0.52（3）水深0.5m处最大动压力:pge1.0*9.8*0.2*e1.18kN/m；maxa2（4）相速度c和群速度cg：c3.14m/s，对于深水T21cc1.57m/s；g2L150（5）波前到达水池另一端所需要的时间t：t95.54s。c1.57g3.某人站在一艘以20节航速在规则波中向前行驶的船上，他观察到一个个波峰以8秒的时间间隔相继离船而去，请问波长是多少？o解：已知遭遇周期为T8s，遭遇浪向角0，于是有e220.7854rad/s，eT8

4、e2*20*0.514420.78541.05，9.8114*1.05*(0.7854)于是有0.511,或1.463rad/s负值舍去。2*1.052g根据深水波的色散关系，可得波长236m.24、请写出横摇、纵摇和垂荡固有周期TTT,,的表达式，并推导出实船和船模之z间关于这些固有周期的对应关系（设尺度比为LL/）。smIIxxIIyy解：T2，T22.8dC，vpDhDHDIzgT22.8dCzvpSw32()T(I)(Dh)

5、1sx1sm3()T(I)(Dh)1mx1ms()T(I)(DH)321sy1sm3(T)(I)(DH)1my1ms3()T(mm)(A)1zsswm2()T(mm)(A)1zmmws5、根据一个浪高仪得到不规则波的统计信息如下表：波高范围平均波高出现次数(m)（m)0.25-0.750.5150.75-1.251301.25-1.751.5541.75-2.252222.25-2.752.5152.75-3.25393.25-3.753.543.74-4

6、.2541请计算平均波高H，有义波高H和H.1/31/10解：总的出现次数为N=15+30+54+22+15+9+4+1=150.H=[(4.0)(1)+(3.5)(4)+(3)(9)+(2.5)(15)+(2)(21)]/50=2.49m1/3H=[(4.0)(1)+(3.5)(4)+(3)(9)+(2.5)(1)]/15=3.17m.1/106、根据下表关于长峰不规则波的统计信息，T(s)1-44-66-88-1010-1212-1515-2020-2525-3030-40H(m)0.21.012.2615.5

7、11.8841.80.01请给出其海浪谱（波能谱）公式，并画出示意图。122a1H2解：S().dd87、某海浪谱信息如下表所示：
0.10.20.30.40.50.60.70.80.91
01412201610210.1某船在海浪中以20节的航速迎浪行驶，其垂荡的RAO如下表所示：
0.40.50.60.70.80.911.21.62RAO11.051.21.81.61.30.90.40.10.01求该船的垂荡运动谱和有义垂荡幅值。1a3解：首先要利用遭遇频率表达式来求出遭遇海浪谱。已知V20节

8、200.5144m/s10.288m/s，遭遇浪向角0，于是：Vcos10.288cos(0)(11.05)，得遭遇海浪谱：eg9.8SS()()S()e212.11Vcosg8、某船的排水量D1为3000吨，h1=0.8，横摇固有周期为9秒。与其相似的另一艘船排水量D2为4000吨，h2=