船舶操纵第六章.pptVIP

船舶操纵第六章演示文稿1第1页，共23页。

2（优选）船舶操纵第六章第2页，共23页。

一、波浪及其要素波浪是指水质点在重力和表面张力作用下以其原有平衡位置为中心，在垂直方向上作周期性圆周运动的现象。表征波浪特征的几何要素见图。波高H—波形最高点与波形最低点之间的垂直距离(m)。波浪周期T—水质点每回转一次所需时间(s)。波速C—波形向前移动的速度(m/s)波长λ—两个相邻波峰或波谷间的水平距离(m)波陡H/λ—波高与波长的比。第3页，共23页。

二、波浪要素的简单估算1、规则波波数和波频率的计算：2、不规则波波列：经过一定时间的观测，将观测到的波高按从大到小依序排列起来即为波列。其中有1/10波的波高是平均波高的2倍，称之为最大波高(hw/10）；有1/3波的波高是平均波高的1.6倍，称之为三一平均波高或有义波高(hw/3）。人们在海上目测的波高很接近有义波高。可以用来确定最大有义波的波长：第4页，共23页。

三、波浪的分类及其特点1、风浪及涌浪按成因分类：风浪、海啸、潮波和船行波。海洋中的波浪主要是风浪，风区内的波称为波浪(T10s)，离开风区的波为涌浪(T10s)当水深h与波长λ的比即h/λ≤20时的波浪称为浅水波。浅水波的波速,可见浅水波的波速与波长和周期无关，与水深的平方根成正比。按波长分类：长波（浅水波）和短波（深水波）。2、浅水区波浪第5页，共23页。

三、波浪的分类及其特点3、波浪破碎4、波浪的折射与干扰当波浪由深海传播至浅海时，由于水深变浅，波谷处水分子速度下降，波形向前倾倒，导致波浪破碎。波浪破碎时约有60%的波浪能量逸出，会对船舶产生较大的冲击力。波浪折射将导致波峰线与海岸平行。波浪的相互干扰将形成三角浪，或周期性的几个小浪后接着几个大浪。5、灾害性海浪可能对船舶引起灾害的海浪称为灾害性海浪。是一个相对的概念。小型船如游艇，渔船2.5-3m;1000-10000t的沿海近海船4-6m;50000t级的远洋船6-8m;20万吨以上的大船，9m以上。第6页，共23页。

四、船在波浪中的运动1、船舶在波浪中的摇荡2、波浪遭遇周期1）定义：波浪相对于运动中的船舶的周期称为波浪遭遇周期，一般用TE表示。第7页，共23页。

四、船在波浪中的运动2）波浪遭遇周期的计算遭遇周期：上式中当船速V为零时，遭遇周期即为波浪周期。相对波速：第8页，共23页。

四、船在波浪中的运动3、波向角及船舶摇摆程度4、谐摇运动及其危害当船舶自由摇摆周期及（或频率）近似等于遭遇周期（或频率）时，船舶将发生谐摇运动。横向谐摇可能造成船舶横倾角过大，甚至倾覆。纵向谐摇可能产生拍底、飞车以及船体结构强度受损。第9页，共23页。

第二节船舶摇摆幅度及影响因素一、横摇运动二、纵摇运动三、垂荡运动第10页，共23页。

一、横摇运动1、横摇摆幅式中：——最大波面角，；TR——船舶横摇周期（s）；TE——波浪周期（s）。船舶在规则波中的强制横摇摆幅一般用横摇角表示，近似计算公式为：第11页，共23页。

一、横摇运动从上式可见，船在波浪中横摇的大小，除与最大波面角有关外，主要取决于船舶本身的固有横摇周期TR与波浪周期的比值。当舶的横摇周期比波浪周期小，则船舶横摇较快，甲板与波面经常保持平行，很少上浪，但船体所受惯性力较大。当船舶的横摇周期比波浪周期大，则横摇较慢，并且与波浪不协调，船舷易与波浪撞击，甲板上上浪较多。当二者的周期接近相等，船舶摇摆最剧烈，横摇角越摇越大，将会导致船舶倾覆。这种现象称为横谐摇。第12页，共23页。

一、横摇运动2、减轻横摇的措施1）调整船舶自由横摇周期2）调整波浪遭遇周期船舶自由横摇周期公式为：调整航向和航速式中：TR—船舶固有横摇周期(s)即自一舷横倾至另一舷再回到初始横倾位置所需的时间；B—船宽（m）；GM—初稳性高度（m）；C—横摇周期系数，客船为0.75~0.85；货船为0.7~0.8；油船（重载）为0.7~0.75；油船（空载）为0.74~0.94；渔船为0.76~0.88；第13页，共23页。

二、纵摇运动1、纵摇摆幅船舶在波浪中的纵摇幅度为纵摇摆幅。一般用纵摇角表示，其大小与遭遇周期、船速、以及波长与船速的比λ/L有关。第14页，共23页。

二、纵摇运