船舶原理杜嘉立课后简答题答案

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1、船舶原理课后简答题答第二章1. 船舶营运中的船舶重力与重心，浮力与浮心如何确定？2. 船舶的静水力性能资料包括哪几类？各自包含哪些参数和曲线？查用时应注意哪些问题 ？ 船舶的静水力性能资料包括：静水力曲线图、载重标尺、静水力参数表三种。静水力曲线图包括：排水量曲线、型排水体积曲线、浮心距船中距离、浮心距基线高度、水线面面积、浮心 距船中距离、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩曲线等。 载重标尺包括：船舶实际吃水、排水量、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩、横稳心距基线高度等。静水力参数表包括：排水量、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩、横稳心距基线高度、浮心距基线高度、浮心 距船中距离等 查用时应注意：浮心纵向

2、距中距，漂心纵向距中距离这两条曲线查取的横坐标厘米值是从船中起算的。3. 平均吃水的含义是什么？其大小受哪些因数的影响？ 船舶处于实际纵横倾或者存在船体变形状况下船舶的排水体积与某吃水下船舶正浮且无船体变形状况下的船 舶的排水体积相同时，则该吃水值就为船舶的平均吃水。跟不同船舶的浮态对应的首尾和船中吃水以及吃水差有关，同时还和漂心距中距离有关。4、邦戎曲线与费尔索夫图谱有哪些用途？（P38-4 ）答：借助邦戎曲线可以计算出船舶在较大纵倾浮态（无横倾）下的型排水体积及其浮心的垂向和纵向位置。 费尔索夫图谱是用来计算船舶大纵倾浮态下的型排水体积和浮心纵向坐标。5、载重线标志由哪几部分组成？勘划载重

3、线标志的目的是什么？如何使用？（ P38-5 ） 答：载重线标志的组成： 1 、国际航行的船舶的载重线标志：1）甲板线， 2）载重线圈及水平横线， 3）各载重线， 4）冰极标志；目的：用以限制最大船中吃水和确保船舶最小干舷；如何使用：不会。第三章1 、船舶稳性的分类有哪些？（ P81-1 ）答： 1、横稳性和纵稳性， 2、初稳性和大倾角稳性， 3、静稳性和动稳性， 4、完整稳性和破舱稳性2 、船舶有哪几种平衡状态？简述其特点。（P43）三种，稳定平衡 不稳定平衡 中性平衡稳定平衡：重心 Go点在稳心M点之下，复原力矩 MR的作用方向与倾侧力矩 M的作用方向相反，当外力消失 后，它能使船舶回复到

4、原平衡状态。凡具有这种稳性的船舶相对于其原平衡位置而言是稳定的，所以 称是稳定平衡。此时， GM和复原力矩MR均为正值。不稳定平衡：重心 Go点在稳心M点之上，复原力矩 MR的作用方向与倾侧力矩 M的作用方向相同，使船舶继 续倾斜。凡具有这种稳性的船舶相对于其原平衡位置而言是稳定的，所以称是不稳定平衡。此时，GM和复原力矩皿均为负值。中性平衡：重心 G点在稳心M点重合，GM和复原力矩 MR均为0,外力消失后船舶不会回到平衡位置也不会 继续倾斜。3、 船舶静稳性和动稳性有哪些主要区别？（P44）按受力性质将船舶稳性分为静稳性和动稳性。静稳性指在静态力矩作用下， 不计及倾斜角速度的稳性。 静态外力

5、矩是指逐渐作用在船上， 引起船舶倾斜的过程缓慢而可以忽略船舶倾斜角速度的倾斜外力矩。动稳性指在动态力作用下，计及倾斜角速度的稳性。4、 货舱内载荷（集装箱除外）的重心高度通常有哪几种确定方法?（P46）CD估算法：适用于确定货舱内包装或散装固体货物的合重心距基线高度。2利用舱容曲线图或数据表：适用于具备舱容曲线图或数据表资料的船舱内确定固体或液体载荷的合重心 高度。对液体载荷，货物上表面平整的散装货或舱内容易归并为分层平铺形式的件杂货，使用这一方法精 度较高。取舱容中心作为重心高度：使用这一方法时，当舱内载荷的均质性越差或满舱率越低时误差将越高。此方法确定的Zi通常要高于载荷实际高度，即求取的

6、GM小于其实际值，偏于安全。因方便被船员乐于采用。5, 静稳性曲线上的主要特征有哪些 ？对于特定的船舶，其静稳性曲线随排水量、载荷的纵向分布和船舶液体舱内存在的自由液面状况而变化， 其曲线特征如下：1）静稳性曲线在原点处的斜率等于初稳性高度GM2）在横倾角为30。时，对应的复原力臂GZ可以用于表征船舶的大倾角静稳性。3）静稳性曲线最高点的纵坐标值，表示船舶所能承受的最大静倾力矩，其对应的横倾角 为 sma4）静稳性曲线的上升段存在一个反曲线点，此点处曲线斜率最大，此点所对应的横倾角 为甲板入水角二im5）当复原力臂0时对应的横倾角为稳性消失角 九，当船舶横倾角超过这个角时，船舶的复原力矩为负值

7、，此时船舶将继续倾斜直到倾覆，可用于表征船舶的大倾角稳性。6）静稳性曲线下的面积A刁庁，曲线下的面积越大，船舶稳性越大。6, 采取哪些措施可以减少船上自由液面对船舶稳性的影响。在计算船舶初稳性高度时，应采取以下措施对自由液面进行修正：1）凡是存在自由液面的液体舱，均应计算装载50%勺自由液面影响；2）消耗的液体舱和航行途中加载压载水的压载舱，应该假设每一类液体至少有一对边舱或一个中心线上的舱存在自由液面，且所取得舱组或舱的自由液面应为最大者，3）满载液货舱按装载至98%仓容高度计算0度横倾自由液面的影响，4）液货舱之外的液舱，装满98%上仓容的液体舱及通常剩余液体的空舱，可不计自由 液面的影响

8、。减少自由液面对船舶的稳性的影响还可以在液体舱内加n道纵隔壁。7, 船舶在不同装载情况下稳性有哪些检验方法？根据船舶的装载情况和船上配备的稳性资料的不同，稳性的校验方法通常包括两个方面：1）对稳性最低要求的校核；A. 当船舶选定的核算装载状态与其装载手册的船舶资料中某一基本状况相同， 或者前者的稳性状况比后者好时，可以免除此项校验过程B. 若船舶资料提供有御用重心高度 KG曲线图或最小许用初稳性高度 GM曲线图时， 则所核算的装载情况下，经自由液面修正后的GM或者KG必须满足下列两个条件GM一（GMc + C h）或者 KG （KG-C）C;当船舶资料中缺少许用重心高度或者最小许用初稳性高度资

9、料时，则需要根据船舶稳性报告书中所提供的资料条件，决定采用何种稳性规则校核。2），对船舶横摇周期的校核对于航行中的船舶， 在满足其稳性最低要求的前提下，所核算的装载状态下未经自由液面修正的GM0常还需要同时满足 的条件GM小于或等于横摇周期问 9S时对应的GM.8船舶在离港状况下满足我国法定稳性衡准要求，在什么情况下仍有发生倾覆沉船的可能？1. 随浪稳性：在船舶遇到波长为0.6到2.3倍船长，特别是接近船长，且波向接近航向、波速接近航速时 发生2. 船舶在顺浪和偏顺浪下易发生冲浪而发生大幅度横倾3. 参激横摇：由于纵摇或垂荡对横摇的耦合作用或由波浪的周期性干扰，引起船舶的横向复原力矩的周期变化

10、引起的横摇运动9我国法定规定对国内航行普通干散货船的稳性要求有哪些？1初稳性高度 GM不小于0.152横倾角等于30度的复原力臂应不小于 0.20m,如船体进水角小于 30度，则进水角复原力臂应不小于0.203船舶最大复原力臂对应的横倾角头max应不小于25度4稳性衡准数 k应不小于1.0010、IMO 2008年IS规则对普通干散货船稳性要求有哪些？1初稳性高度 GM应不小于0.152复原力臂曲线在横倾角0到30度之间所围面积应不小于0.055m.rad3复原力臂曲线在横倾角0到40度或进水角中较小者之间所围的面积应不小于0.090m.rad4复原力臂曲线在横倾角30度到40度或进水角中较小

11、者之间所围的面积不应小于0.030m.rad5横倾角30度处的复原力臂应不小于0.20m6最大复原力臂对应角不小于25度7满足天气衡准要求11、简述临界稳性高度和极限重心高度的定义及其应用。临界稳性高度（船舶最小许用初稳性高度）GMc是指恰能同时满足船舶完整稳性全部指标的最低要求时，对船舶初稳性高度的最低限定值。极限重心高度（船舶许用重心高度）KGc是指恰能同时满足船舶完整稳性全部指标的最低要求时，对船舶重心高度的最高限定值。应用：借助此类资料，在校核船舶稳性时，只需计算经自由液面修正后的初稳性高度或重心高度一项直播安，省去了需要回执船舶敬文星或动稳性曲线的麻烦，从而可以大大简化稳性的校核过程

12、。12、如何用简洁方法判断一艘船舶的稳性是否满足法定规则的要求？详见P101要求同时满足：经自由液面修正GM=GMc+0.2和未经自由液面修正 GM0Ms时，总纵强度不满足要求；当 Ms 0时，船舶成中拱状态；当Ms 0时，船舶成中垂状态。4）强度曲线图及其数值表5）船舶总强度电算校核方法 .。运用计算机对船体 n 个横剖面进行校核中第 i 个剖面的切力、弯矩和扭矩的校核指标分别为第i剖面实际所受R 违第i剖面最大允1 许第陪V面实际所受弯矩0；fBMi =第i剖面最大允许弯矩100 0 ；RTMi二第；剖面实大允许扭矩100 00若同时满足，嘶阿5 700%（5则表明船体受力满足总纵强度和扭

13、转强度条件。6 ）满足纵强度 条件的经验积载方法。按照经验配货方法，各货仓装货重量P的计算公式如下rmax丿丿卫也送P 人,0、兰p VchP第i舱应分配的货物重量，t;Vch第i舱容积，m3;2： Vch全船各货仓的总容积;7） 根据实际吃水判断船舶的总总弯曲变形。船中平均吃水dmin大于首尾平均吃水 dm1，船舶处于中垂 变形状态；船中平均吃水小于首尾平均吃水，船舶处于中拱变形状态。8）用主机气缸曲拐开档差值校验拱垂变形。4、船体总纵弯曲变形的大小受哪些因素影响？实际生产中可采取哪些措施减缓这一变形？船体总纵弯曲变形受油水及货物的纵向分布等因素的影响，可通过船体总体布置来分析这种影响。1）

14、对于舯机船通过以下方式消除影响。货物配置、油水配置及使用、正确使用深舱和冷藏舱。2）艉机船。合理安排压载水、油水分配与使用。3 ）中后机船。减轻压载状态的中拱变形，同艉机船空船压载状态一致。5、 船体局部强度的概念是什么？不同情况下，船体局部强度分别用什么指标表示？其含义和所使用的船舶装载状况是什么？船体结构必须具有抵抗在局部外力作用下产生的局部极度变形或损坏的能力，这种能力就是船体局部强度。表示指标：1 ）均布载荷。指船舶不同载货部位单位面积允许承受的最大重量。2 ）集中载荷。指某一特定面积上允许承受的最大重量。3）车辆甲板载荷。指在舱盖、甲板或舱内装载车辆或使用车辆装卸货时，甲板、舱盖或内

15、底板允许承 受的以特定车轮数目为前提的车辆及所载货物的总重量。4） 堆积载荷。指集装箱船的甲板、舱盖或舱底上不同的20英尺或40英尺集装箱底座所能承受的最大 重量。第七章1什么是快速性？如何改善快速性？船舶快速性是指在给定主机功率下船舶的直线均速航行的性能。为了提高船舶的快速性，一方面应尽力降低流体对船舶的阻力，另一方面则应尽可能提高船舶的推进系数。2. 船舶阻力由哪几个部分组成？其中基本阻力按其产生的原因不同，可分为哪三部分？实际应用中船舶阻力分为基本阻力和附加阻力两部分。基本阻力按阻力产生原因不同可分为摩擦阻力；压差 阻力，通常称为剩余阻力，根据其不同特点分为黏性压差阻力（涡流阻力），兴波

16、压差阻力（兴波阻力）。3. 摩擦阻力的成因是什么？如何减小摩擦阻力？水是具有黏性的液体，船舶在水中运动时，作用在整个船体湿面积 S上所受切应力沿艏艉向的分力即为摩擦阻力。摩擦阻力的大小，除了与水的黏性有关外，主要与船体水下湿表面积的大小、船体表面的光滑程度（称为粗糙度）和船的航速大小有关。船体与水接触的面积越大、船体表面越粗糙、船舶航行速度越高，摩擦阻 力就越大。减小摩擦阻力就是在相同排水量的情况下设法减小船体的湿表面积，例如：定期进行检修，清除 污底，重新油漆船壳等。4. 涡流阻力的成因是什么？如何减小涡流阻力？答：有船体尾部产生漩涡导致压力降低所致，涡流阻力主要与船舶水下部分（主要是尾部）

17、形状及航速有关， 航速一定时形状其决定作用，增加船舶的长宽比，即船型瘦长时，涡流阻力可以减小。5. 兴波阻力的成因是什么？如何减小兴波阻力？答：成因：水面船体运动中兴波弓I起压力分布的变化所产生的阻力。减小兴波阻力途径：降低船速；适当选 择船舶长度；船舶采用球鼻艏设计。6. 船舶的附加阻力有哪几部分组成？ 一般如何减小其影响？答：船舶附加阻力包括：附体阻力、空气阻力、污低阻力、汹涛阻力和浅水附加阻力。船体水下做成流线型减少附体阻力；减少受风面积、上层建筑前段设计成流线型、后端成阶梯状且尽可能低 而长来减少空气阻力；通过定期进坞清除污底，外层加涂防污漆来减少污低阻力。减缓船舶纵摇和升沉运动 减小

18、汹涛阻力；减小吃水与水深比（ d/h ），降低船速来减少浅水附体阻力。7. 球鼻艏为何能降低阻力？在航行时，由球鼻艏所产生的波浪与船体所兴起的艏横波发生有利干扰，可减小兴波阻力。即当球鼻兴波的波谷和船首波的波峰处于相同位置，使合成波的波高较原来船首波的波高有明显减小，从而 降低兴波阻力。8. 阻力全相似定律及傅汝德假设的内容是什么？为何实船与船模无法做到全相似？阻力全相似定律：船模与实船几何相似且雷诺数Rn和傅汝德数Fn均相等时，两者的基本阻力Co相等。傅汝德假设：1_基本阻力Ro和摩擦阻力和剩余阻力组成。2船体的摩擦阻力等于相当平板的摩擦阻力。L剩余阻力系数Cr处理为仅与傅汝德数有关。淡水与

19、海水的运动黏性系数相差甚微，无法满足雷诺数和傅汝德数均相等，且船模试验池液体的丫无法实现远小于水，所以实船与船模无法做到全相似。9. 何为船舶失速？为何船在风浪航行时不计算其阻力，而变为考虑失速？船舶在风浪中航行时，若主机发岀的功率不变，由于汹涛阻力的的存在使其船速低于静水船速，其较之 静水中的船速的降低值为失速。汹涛阻力一般与船舶纵摇和升沉运动以及与波浪的的相位关系有关，一般不能准确方便得岀汹涛阻力而 转为由失速即降低值简单清楚得岀船舶航行主机需要的储备功率。10:浅水航行为何会增加阻力和吃水？在浅水中，河床与船底之间距离很小，即水流过水断面很小，船底的流速明显增加，因而压强降低，船体下沉，

20、吃水增加。其增加的程度与航道水深及船舶航速有关。因船底边界层自首向后逐渐增加，船尾富余水深（船底与河床之间的余量）减小，常会产生尾倾。此时，船体周围的水流因空间受限，水流加快，船体下沉，吃水增加，纵倾加大，因而摩擦阻力增加；此外， 浅水航行时，兴波阻力增加，船尾涡流增大，涡流阻力增大；所以船舶总体阻力增大。11:名词解释：桨叶，桨毂， .（如需文字，请参考 152页上端）12:螺旋桨是如何产生推力的？为什么在正车等转速条件下，系泊时的推力要大于航行时的推力？ 系泊时，有此时，螺旋桨进速为零；ur是相对于水的切向速度，大小为n2 r ； b是桨叶在半径r处的叶宽。依图，可以得到这时，微推力等于微

21、阻力：D/2推力为：T = Z .dLdo/ 2D/2转矩为：Q二ZrdDd/2船舶前航正车时，由于螺旋桨前进，螺距角不等于冲角，存在进程角，所以推力下降。13. 螺旋桨的进速与船速有什么区别？因螺旋桨有船体伴流影响，进速V A应小于船速V S .14. 船体和螺旋桨之间各有什么影响？船体对螺旋桨推力的影响一伴流影响。伴流分布：沿船体前后方向，船首最小、船尾最大，离船体越远，伴流越小；船尾处沿螺旋桨的径向，上大 下小，左右对称 船速与螺旋桨进速伴流对提高螺旋桨推力是个有利因素；螺旋桨对船体的影响一推力减额。船尾螺旋桨工作时，其产生的水流柱，引起船体尾部流速加快，压强降低， 从而使船体阻力产生增

22、值，这部分增加的阻力称为阻力增额。计算时常处理为推力减额。15. 船舶主机功率和有效功率之间有何关系？有效功率 Pe与主机机器功率 Pm之比称为推进系数，该值约为0.50.7。这就是说，主机发岀功率变为船舶推进有效功率后己损失了将近一半.16. 推进系数由哪几个效率组成？Cpdjjq,nnn答：螺旋桨的推进系数s R P H ,主要由轴系传送效率s，相对旋转效率R，敞水桨效率P和船身效率 H组成.17. 什么是空泡现象？空泡产生的条件是什么？答：螺旋桨在水下工作时往往会在桨叶的叶片处产生空泡，这种现象称为空泡现象产生条件是：Pb -R (其中Pb为桨叶上任一点 b的压强；R为水的汽化压强)18

23、. 空泡有几个阶段？对螺旋桨有什么危害？答：空泡有两个阶段，第一阶段空泡为开始阶段，当叶背某处的压力降低至该水温下的汽化压力时，该点的水质就会首先形成空泡，因此时的空泡只占据叶面的一小部分，称局部空泡.当局部空泡形成后，随着螺 旋桨的转动及水流的冲刷，空泡产生位置会进行后移，进入了压强大于汽化压力的场所，空泡受压直接产生破裂，瞬间的破裂可对桨面产生很大的冲击力.第二阶段空泡：随着来流速度的提高，若螺旋桨在运动过程中,叶背的负压力不仅继续增加，而且范围也有所扩大，在叶背某点先前产生的局部空泡，此时尽管由于水流的流刷而后移，但后移区域的压力条件呢任然适合空泡产生和存在，于是局部空泡就在叶背宽度方向

24、逐渐扩展,可达60%70%十背面积，从而形成空泡 .危害：瞬间的空泡破裂会使桨叶表面金属材料受到剥蚀而遭损坏，减小了桨叶断面面积，降低了螺旋桨的强度.片空泡产生后，局部空泡的剥蚀现象开始消失转而使螺旋桨叶背的大部分或全部被笼罩，使螺旋桨的水动力特性恶化，影响螺旋桨的效率19. 延缓或避免空泡现象的产生有哪些方法？要避免产生桨叶切面发生空泡，应设法减小减压系数或增加空泡数。3,减小螺距。垂荡，横摇,造成货损，引(1) 减小减压系数的措施有：1，增加螺旋桨的盘面比；2,采用圆背式(弓型)叶剖面;(2) 增加空泡数的措施有：1,增加螺旋桨的浸沉深度；2,降低螺旋桨的转速。第八章1. 什么是船舶的耐波

25、性？船舶摇荡有哪几种形式？有何危害？耐波性是船舶在风浪海况下的航行性能。船舶有6个自由度的运动，分别为纵荡，横荡,纵摇，艏摇。船舶在海上激烈颠簸和摇摆，会使船舶稳性变坏，降低航速，甲板上浪，损坏船体结构。起旅客头晕和影响船员工作等，严重时还会在波浪中谐摇，危及船舶安全2. 船舶在静水中无阻横摇与有阻横摇的规律是什么？有何联系？船舶在静水中无阻横摇条件下，船舶横摇呈初始摆幅X的有始无终的余弦曲线。必须给船一个初始摆幅“才能使船摇摆起来，一旦已经摇摆起来，因无阻尼，则横摇将有始无终。船舶在静水中有阻横摇条件下，船舶横摇呈初始摆幅m且有始有终衰减的余弦曲线。两则的区别；(1 )运动方程或横摇曲线仅相

26、差e，前者为有始无终，后者为有始有终；(2)可以认为Tr =T-,。对于静水横摇：要满足摇幅的微小性，其途径在于增大阻尼力矩系数n；要满足周期的缓慢性，对于给定的船舶，其途径主要在于降低稳性高度GM3. 什么叫自由摇摆周期，它与初稳性高度有何关系？Tj为船舶静水无阻横摇的周期，也称为自由横摇周期。 船舶自正浮横倾至一舷的倾角称为一个摆幅e，四个摆幅称为一个全摆程，一个全摆程所需的时间称为一个周期。与GM成反比，GM越大，T寸越小.关系公式2JxT 厂 iL .gGM4. 船舶在波浪中横摇的特点是什么?1) T/w 0船随波横平衡。兀八0TM 兀 t 2) b船发生随遇平衡日b =0T ib t

27、 13) 二b船发生谐摇b =:4) 0.7 :匚1.3谐摇区%5、船舶在航行中产生谐摇的条件是什么？有何危害?条件：0.7 ：D： 1.3兀危害：横摇角度将越摇越大，导致船舶倾覆，严重威胁船舶安全6、何为视周期？航行中如何避免谐遥？视周期即遭遇周期或表观周期a，是波长b与(波速ub +船速VS *顶偏角，的余弦cos：)之比。bu b + V s cos 屮=/-避免谐摇的途径：改变航向，1Vs cos 1 .25b V s cos :u b改变船速，改变初稳性高度GM。其中改变航向是避免谐摇的快速方法。7、某船在波长b =10 0 m的海面上航行，顶偏角即=150，船速vs =i5kn船舶

28、横摇周期 T - 13s ,是判断该船是否处于谐摇区？ bu b vs cosT bV s1 cosu b b1 .25、.、； b Vs cos谐摇周期的范围0.7 1.3, a 16，在谐摇区之内。8、船舶有哪些减摇装置、各有什么特点？常见的有，舭龙骨，减摇鳍，减摇水舱，回转仪等。1:舭龙骨能增加阻力力矩。其优点不占用船内空间，结构简单，费用低，有一定的减摇效果。缺点，增加 了船舶航行的附体阻力，装在船体外面容易损坏，在低速船舶上应用较多。他是被动式水动力减摇装置。2减摇鳍安装在船体内部，可以从两侧伸出船外并转动角度的减摇装置。他是一种主动式减摇装置，通过 自动控制来调节鳍的冲角，使之产生

29、和波浪扰洞力矩相反的力矩，以便对船舶横摇起阻力力矩，到达减小摆 幅的目的。各种波浪都可以使用，高速船效果比较好，低速较差。3减摇水舱，是分别设在船舶两舷的水舱，船舶摇摆时，水仓里的水也相符流动，他的运动正好落后于波 浪振荡180*相位，则水仓内的水的流动所造成的稳定力矩与波浪倾侧力矩正好相反，因而具有减摇作用。有 主动式与被动式之分。减摇水仓的流动周期必须与船舶的自由摇摆周期相等。4回转稳定减摇装置是根据回转仪的原理设计制造的减摇装置。其原理。当回转仪高速旋转时，如受外加 力发生倾斜，其产生的旋转力矩会是他回到原来的位置。优点是减摇效果甚佳，并在各种情况下能有效的减 摇，而且摇摆越剧烈，效果越好。