船舶静力学

1、简述表示船体长度的三个参数并说明其应用场合？

答：船长[L]  Length

船长包括：总长，垂线间长，设计水线长。

总长 （Length  overall）

——自船首最前端至船尾最后端平行于设计水线的最大水平距离。

垂线间长  (Length Between perpendiculars)

首垂线（F.P.）与尾垂线（A.P.）之间的水平距离。

首垂线：是通过设计水线与首柱前缘的交点可作的垂线（⊥设计水线面）

尾垂线：一般舵柱的后缘，如无舵柱，取舵杆的中心线。

军舰：通过尾轮郭和设计水线的交点的垂线。

水线长[ ](Length on the waterline)：  

——平行于设计水线面的任一水线面与船体型表面首尾端交点间的距离。

设计水线长：设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。

应用场合：静水力性能计算用：  

分析阻力性能用：  

船进坞、靠码头或通过船闸时用：  

2、简述船型系数的表达式和物理含义。

答：船型系数是表示船体水下部分面积或体积肥瘦程度的无因次系数，它包括水线面系数 、中横剖面系数 、方形系数 、棱形系数 （纵向棱形系数）、垂向棱形系数 。船型系数对船舶性能影响很大。

（1）水线面系数 ——与基平面平行的任一水线面的面积与由船长L、型宽B所构成的长方形面积之比。（waterplane coefficient）

表达式：   

物理含义：表示是水线面的肥瘦程度。

（2）中横剖面系数[ ]——中横剖面在水线以下的面积 与由型宽B吃水所构成的长方形面积之比。(Midship section coefficient)

表达式：

物理含义：反映中横剖面的饱满程度。

（3）方形系数[ ]——船体水线以下的型排水体积 与由船长L、型宽B、吃水d所构成的长方体体积之比。（Block coefficient）

表达式：                  

物理含义：表示的船体水下体积的肥瘦程度，又称排水量系数(displace  coefficient)。

（4）棱形系数[ ]——纵向棱形系数   (prismatic coefficient)

船体水线以下的型排水体积Δ与相对应的中横剖面面积 、船长L所构成的棱柱体积之比。

表达式：

物理含义：棱形系数表示排水体积沿船长方向的分布情况。

5、垂向棱形系数[ 、 ] (Vertical prismatic coefficient)

船体水线以下的型体积 与相对应的水线面面积 ，吃水d可构成的棱柱体积之比。   

表达式：

物理含义：表示排水体积沿吃水方向的分布情况。（具体说明，U，V型剖面）

3、简述船体近似计算方法的基本原理并说明其精度关系。

答：（1）梯形法（最简便的数值积分法）

基本原理：用若干直线段组成的折线近似地代替曲线。即：以若干个梯形面积之和代替曲线下的面积。

（2）辛氏法

梯形法假设曲线为折线，若假设计算曲线为抛物线，则称抛物线法，即辛氏法。

基本原理，采用等分间距以若干段二次或三次抛物线近似地代替实际曲线，计算各段抛物线下面积的数值积分法。

（3）乞贝雪夫法

基本原理：应用不等间距的各纵坐标值之和，再乘以一个共同的系数来得到曲线下的面积。

用 次抛物线代替实际曲线，采用不等间距的几个纵坐标计算抛物线下的面积。 

  

（4）采用不等间距的纵坐标和不同的乘数

精度关系：梯形法〈辛浦生法〈乞贝雪夫法〈高斯法

4、简述提高船体近似计算精度的方法

    答：　（1）选择合适的近似计算方法

（2）增加中间坐标

（3）端点坐标修正（以半宽水线图为例）

5、简述船舶的平衡条件

答：船舶平衡条件：（1）重力=浮力   = ；

（2）重心G和浮心B在同一条铅垂线上。

6、简述船舶的浮态并说明其表示参数

船舶浮于静水的平衡状态称为浮态；

船舶的浮态有正浮、横倾、纵倾、任意状态（横倾+纵倾）四种，表示参数分别为吃水、横倾角 ，纵倾角 ；

(1)正浮：船舶漂浮于静水面，船体中纵剖面和中横剖面都垂直于水面的一种浮态，ox,oy轴水平，无横倾和纵倾；

正浮浮态表示参数：吃水 d

（2）横倾状态

船舶自正浮状态向左舷或右舷方向倾斜的一种浮态。ox轴是水平的，中纵剖面与铝垂面成一角度，即正浮时水线面与横倾后的水线面的夹角 （横倾角）

船舶横倾的大小以横倾角表示   有正负：正值，右舷方向横倾；负值，左舷方向横倾。

浮态表示参数吃水 d ，横倾角 

（3）纵倾状态

船舶自正浮位置向船尾方向或船首方向倾斜的一种浮态。oy轴是水平的，船体中纵剖面垂直于水面中横剖面与铝垂平面相交成一角度，即正浮时水线面与纵倾后水线面相交的角度 “纵倾角”，船舶纵倾大小用首尾吃水差和纵倾角表示。

正负：首倾为正值；尾倾为负值。

浮态表示参数：平衡吃水 ，纵倾角

（4）任意状态（横倾+纵倾）

  

浮态表示参数：平衡吃水 ，，纵倾角 ，横倾角