自由自航船模耐波性试验报告.PDFVIP

船舶原理耐波性试验报告 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 自由自航船模耐波性实验报告 学生姓名: 徐亮瑜 学生学号: 5070109094 专 业: 船舶与海洋工程系 指导教师: 马宁 学院(系): 船舶海洋与建筑工程学院 - 0 - 船舶原理耐波性试验报告 自由自航船模耐波性实验 1.实验目的 船舶在风浪上航行会伴有摇荡运动，其中横摇最为激烈，是造成船舶倾覆等灾难性事故 的重要原因。准确预报和正确理解船舶在风浪上的横摇性能，将有利于设计建造耐波性能优 良的船舶，也有利于在船舶运营过程中采取适当的措施以规避倾覆等海难事故的发生。本实 验通过以下两个试验项目学习和掌握船舶横摇运动的主要参数和频率响应函数的测量原理 和方法，达到加深对《船舶原理》课程中相关知识的理解的目的，也为今后独立开展工作打 下基础。两个试验项目概述如下： 1.静水中自由横摇试验 测量记录船模在静水中自由横摇的衰减曲线。根据记录的衰减曲线推算横摇的固有频率 和无因次衰减系数。 2.规则波上的横摇试验 分别测量记录船模在若干不同频率（周期、波长）的规则波上的横摇运动时历。根据记录， 计算不同波浪频率的横摇运动幅值与波幅的比值，获得船模横摇运动的频率响应函数。 2.实验原理 通过《船舶原理》课程的学习，我们知道船舶的横摇运动方程可以表示为： Ixx’ +2N +DhФ=Dhα m0sinωt 式中，φ 、 、 表示横摇角、横摇角速度、横摇角加速度；I ’表示船舶在水中的横摇惯 xx 性矩，等于船舶在空气中的横摇惯性矩 I 与船舶在水中的横摇附加惯性矩之和；N 为阻尼 xx 力矩系数；D 为排水重量；h 为横稳性高度；α 为有效波倾；ω 为波浪圆频率。 m0 引入横摇衰减系数γ 和横摇固有（圆）频率 ωФ =N/I ’ xx 2 ω =Dh/I ’ Ф xx 横摇运动方程可以写成: 2 2 +2 +ω Ф=ω α sinωt (3) Ф Ф m0 2.1 静水中自由横摇 考虑船舶在初始时刻浮于静水面上，并伴有一个静横倾角 φ ，但不受波浪的作用，该 0 船舶随后将作自由横摇运动，其表达式可以写成 φ =φ e-γ tcos( ω t- ) 0 Ф 式中，无因次衰减系数 μ 和相位超前角 β 为 μ = /ωФ -1 β =tan (μ / ) - 1 -