高性能船水动力原理与设计解析.docVIP

“?高性能船水动力原理与设计”思考题及部分答案整理? ?何谓高性能船，其特点是什么？ ?答：具有高水平的综合航海性能，以及具有完善的满足其使用要求的船舶功能，这样的船统称为高性能船舶。特点：航速高；优良的耐波性能；载运能力较大；经济性好；优美的造型和舒适的舱室空间环境。 ?高性能船的种类有哪些，其中哪些是排水型船？哪些是水动力支撑？哪些是空气动力支撑？? 答：小水线面双体船；滑行船；水翼艇；气垫船；地效翼船。排水型：小水线面双体船；穿浪双体船。水动力支持：水翼艇。空气动力支持：气垫船；地效翼船。 ?船型和兴波阻力的关系？?P9 理论分析和实验表明，在固定的船体参数条件下，舶型的改变 对兴波阻力的影响很显著,其中影响最大的是横剖面面积曲线形状， 其次是肋骨线型。 ? 船型设计的主要着眼点之一就在于寻求使兴波阻力最小的船型。 对于高性能船，兴波阻力与船体的线型密切相关，其线型设计需要能精确的计算其兴波阻力。 ?线性兴波阻力理论在船型设计中的作用? 当船型参数中船宽B与长度L之比和船宽B与吃水T之比都很小时，就称此船型为薄船，由薄船建立的兴波阻力理论称为薄船理论。 吃水与船长和吃水与船宽的比值都很小的船型称为扁船，由扁船所建立起来的兴波阻力理论称为扁船理论。 对普通的船来说，宽度和吃水与长度相比都很小的，可近似看成细长船；用细长船建立起来的兴波阻力理论称为细长船理论。 米切尔积分计算兴波阻力。 船型的概念，船型包含那些内容？?P9 所谓船型它包括两个方面的内容： 一是表征船体形状的特征参数即尺度和系数 二是船体形状即线型 ? 横剖面面积曲线形状(沿船长方向变化) ? 肋骨线型 ? 首尾端轮廓线形状。 ?随体积傅氏数变化，船舶的航态如何变化，如何划分三种典型航态？ 答：用体积傅氏数表征船舶的相对速度，船在航行时在垂直方向上的平衡关系为： ?1）排水航行状态:当0Fr1，流体动力占的比重极小，航态与静浮时变化不大，这一状态的船统称为排水型船。 过渡状态:当1Fr3，船首上抬较大，船尾下沉明显，船体明显尾倾，流体动力明显增大，垂向动力不可忽视，排水体积较静浮力时明显减小。 滑行状态:当3Fr，船体被托在水面上航行，仅有一小部分船体和水面接触，吃水减小，静浮力减小，艇体几乎完全由流体动升力支持。? 瘦长船舶：船的长宽比较大的船舶，尤其是高速排水式的船和瘦长船型最为接近。? 船型：包括船的外观形状，尺度，特征参数以及型线。 7.?影响耐波性的船型参数有哪些？（图2-4）?P10 1）?贝尔的耐波性品级指标中影响耐波性的船型参数有哪些？? 2）?莫尔在研究船型与耐波性的关系中，影响纵向运动的船型参数有哪些？? 答：1）有6个参数：中前水面面积系数CWF；中后水面面积系数CWA；吃水船长比T/L；?C/L,其中C为龙骨截至点至首垂线距离； 中前竖向棱形系数CVPF；中后竖向棱形系数CVPA。? 2）?由纵摇角有义值公式可知有如下几个参数：水线面系数Cw，方形系数Cb，浮心在中横剖面前的纵向位置相对船长的百分比LCB，船长比船宽L/B，船长比吃水L/T,实船纵向质量惯性半径Ryy。? ?常用高速方艉圆舭排水型船阻力计算方法有哪些？图谱方法有哪些？?P16 答：有图谱法和回归分析法。图谱法有:英国皇家物理实验室的高速圆舭NPL系列图谱法；原苏联的《方尾图谱》法，瑞典SSPA高速小型排水型艇系列。 ?单体圆舭高速船的船型特点？ 答：?书13页（1）船的长度较长。长度系数ψ＝L/ v1/3的增大对于快速性还是耐波性来说都会有好处，增大船体的瘦长比使静水阻力和波浪阻力都能减小。瘦长比为10的极瘦的船即使是在高海情下，速度损失也不会超过5%。（2）船底横向斜升角较大,向深V发展. 船底升高越大,冲击加速度越小。（3）船的排水体积和重量后移。（4）干舷适当。首部较尖(水线进角较小)的艇，因储备浮力比较小，首部干舷往往需要加大。这有利于保证避免甲板的上浪和淹湿。 ?方艉船型的水动力特点？ 答：随着航速的不断提高，方艉船的尾部水流的流动情况也在不断地变化。在低速时，因为方尾尾部水流不能沿着船体的底部和两侧向后迅速脱离开船体，所以在尾后形成大量的漩涡。在Fr0.45的高速时，船尾部的水流具有足够的动能以克服粘性的影响而迅速脱离船的尾部。方尾尾板之后不再出现漩涡，而是船侧和船底的水流在船后某个位置发生交汇，形成“空穴”。这段长度称为“虚长度”，相当于增加了船体长度，使船体的修长度系数加大。同时，又使船长Fr数减小。可以减小兴波阻力，从而降低兴波阻力。 ?方艉船型的特征参数（b/B,β）及其对水动力性能的影响？?P24 答：相对尾板宽度b/B和尾封板底部横向斜升角β都是表达方尾特征的船型参数，反映方艉船后体收缩程度的