《浮体静力学》PPT课件.ppt

上海海事大学 海洋环境与工程学院 张 宝 吉,船舶原理（浮体静力学）,船舶原理,船舶静力学,船舶阻力,船舶推进,船舶耐波性,船舶操纵性,船舶动力学,（流体动力学）,（流体静力学）,课程结构,等速直线航行,浮态 稳性 抗沉性,变速运动,(定常),(非定常),课程结构,航行性能优良船型:,1.是否具有合理的浮态和足够的稳性,2.是否属于低阻力的优良船型,3.推进器的效率是否最佳,4.推进器和船体与主机之间是否匹配,5.是否具有良好的航向稳定性和回转性,6.在风浪中航行时是否会产生剧烈的摇摆运动和抨击,浮体静力学,课程性质: 本专业核心课程之一,课程要求: 掌握基本理论及计算方法; 能解决工程实际问题.,实践环节: 课程设计和习题课10 学时,使用教材: 船舶原理(上册),参考教材: 船舶静力学盛振邦等著 上海交通大学出版社 船舶静力学蔡岭梅等著 人民交通出版社 船舶静力学朱军编 国防科技大学出版社,船舶,海洋结构物,浮 体,本课研究内容,静水中平衡状态,静水中复原能力,浮体静力学,30万吨油轮,浮体静力学,大型油轮,浮体静力学,大型油轮,浮体静力学,原大连造船新厂为马士基公司建造的11万吨油轮,浮体静力学,大连理工大学设计的5万吨油轮,浮体静力学,集装箱船(1),浮体静力学,集装箱船(2),浮体静力学,集装箱船(3),浮体静力学,集装箱船(4),浮体静力学,航空母舰(1),浮体静力学,航空母舰(2),浮体静力学,航空母舰(3),浮体静力学,绪 论,研究内容: 浮体的浮性、稳性和抗沉性,浮性-浮体在一定装载情况下 能漂浮于一定水面位置的能力,稳性-在外力作用下,浮体发生倾斜 而不致倾覆的能力; 当外力作用消失后,仍能回复 到原来平衡位置的确能力.,绪 论,抗沉性-船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮性 和稳性的能力。,本课学习内容:,浮体几何形状(船体),船体近似积分方法,前期准备,浮性,稳性,初稳性,大倾角稳性,绪 论,抗沉性,船舶下水,第一章 船体形状及近似计算,船型表示法,特征尺度,型线图,主尺度,船型系数,尺度大小,肥瘦程度,确切地表达了船体形状,尺度比,几何特征,船体外形-是用投影到三个相互垂直的基本平面来表达的,11 主尺度,三个基本投影平面,中线面,基平面,中站面,11 主尺度,基平面,11 主尺度,11 主尺度,11 主尺度,船长,型宽,型深,吃水,干舷,总长Loa,垂线间长Lpp,设计水线长Lwl,首吃水dF,尾吃水dA,B,D,d,F,图.特征尺寸定义,11 主尺度,图.特征尺寸定义(续),11 主尺度,总长(LOA)船体型表面首尾两端点之间的水平距离。,设计水线长(LWl)设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之 间的水平距离。,垂线间长(Lpp)首垂线和尾垂线之间的水平距离， 又称两柱间长。,主尺度定义：,注意：在船舶静水力计算时用垂线间长； 在分析阻力性能计算时用设计水线长； 在船舶建造、靠码头或通过船闸时用总长。,11 主尺度,型宽(B)船体两侧型表面之间垂直于中线面的水平 距离，一般指中横剖面设计水线处的宽度。,型深(D、H)在上甲板边线最低点，从龙骨板上表面 到上甲板边线的垂直距离。,尾垂线设计水线后端（舵柱后缘）； 在有舵柱时为设计水线与舵柱后缘交点； 无舵柱时为设计水线与舵杆中心线的交点； 军舰通常指尾轮廓和设计水线交点的垂线。,首垂线是通过设计水线与首柱前缘的交点所作的垂线。,11 主尺度,吃水(T、d)基线到设计水线之间的垂直距离,11 主尺度,设计吃水（dd）船舶设计阶段所给出的吃水； 结构吃水（ds）船体机构所允许的吃水。,首吃水（dF）沿首垂线从设计水线至龙骨基线的延长 线之间的距离。 尾吃水（dA）沿首垂线从设计水线至龙骨基线的延长 线之间的距离。,平均吃水（d）,结构吃水大于设计吃水,干舷(F)在船侧中横剖面处从设计水线到上甲板边板 上表面的垂直距离。,梁拱,11 主尺度,舷弧,图.梁拱和舷弧,11 主尺度,12 船型系数,水线面系数Cwp,中横剖面系数CM,方形系数CB,棱形系数Cp,垂向棱形系数Cvp,船型系数表达船体水下部分的几何特征。,水线面系数Cwp,表征水线面的丰满度，主要影响稳性，也影响快速性。,12 船型系数,中横剖面系数CM,反映中横剖面的丰满度，大型、低速船Am接近1；快速、小 型船Am较小；与舱室的容积有关。,12 船型系数,方形系数CB,表表征船体水下部分丰满程度，也叫排水量系数， 低速船CB较大，高速船CB较小。,12 船型系数,纵向棱形系数Cp,表征排水体积沿船长方向分布情况 CP越大AM 排水体积分布均匀，船 体水下部分首尾较肥胖。 CP越小AM 排水体积集中于中部，首尾比较尖瘦。,该系数与船舶的快速性密切相关,12 船型系数,纵向棱形系数Cp,12 船型系数,垂向棱形系数Cvp,表示排水体积沿吃水方向分布情况,12 船型系数,(1)长度宽度比（LB）,(2)型宽吃水比（Bd）,与快速性有关，值越大，船越细长、阻力小。,稳性，快速性有关。,船舶尺度比,长短、肥瘦的形状特征,航海性能,船体结构的强弱,表征船舶,13 尺度比,(4)型深吃水比（Dd）,稳性，抗沉性及内容积有关。,(5)长度型深比（L/D）,与总纵强度有关，越小强度越好。,(3)长度吃水比（Ld）,回转性，值越小，越灵活。,13 尺度比,26000DWT成品油船,14 船体型线图,26000DWT成品油船-三维图,14 船体型线图,船体型线图是一张完整、精确地表示船体形状的图样，是 建造船舶的重要依据。,标高投影与平行剖切,型线图的做图原理是根 据标高投影法,14 船体型线图,瓢的三视图,14 船体型线图,船体上的一些基本规定：,左舷和右舷的规定：,船首和船尾的规定：,船体制图规定：自船尾向船首看，左手一侧为左舷，右手一侧为右舷。,船体左右对称是指船体左右舷型表面对称，其结构不一定对称。,中站面向左为船尾方向，向右为船首方向,14 船体型线图,纵剖线图,与中线面平行的辅助平面与船体型表面的截交线 投影到中线面上反映为真实型状 在其他两个投影面上为直线,14 船体型线图,横剖线图,与中站面平行的辅助平面与船体型表面的截交线,投影到中站面上。由于船体 左右对称，故只表示一 半，习惯上，右边绘首 部，左边绘尾部 真实形状,在其他投影面为直线。,14 船体型线图,半宽水线图,与设计水线平行的辅助平面与船体型表面的截交线。 投影到设计水线面上。由于船体左右对称，故只画一半半 宽水线图 反映船体真实形状。 在另外两个投影面上为直线。,14 船体型线图,型值与型值表,表征船体形状的型表面各点坐标值来表示，我们称之为 型值，并制成表格形式，称之为型值表。,有了型线图和型值表，就完整而精确地表达了船体的形 状和大小。,它是进行船体表面积、排水体积以及航行性能计算的依 据,肋位号：表示结构沿船长方向的位置,站