船舶靜力學課件(緒論及第一章)

緒論

一、船舶靜力學課程的重要性船舶靜力學是船舶設(shè)計與制造專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，是研究船舶航海性能的一門學科?；A(chǔ)課程：《高等數(shù)學》《材料力學》《理論力學》《流體力學》后續(xù)課程：《船舶強度與結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計》《船舶設(shè)計原理》《造船工藝學》船舶靜力學

緒論

牛牛文庫文檔分享二、船舶原理的內(nèi)容（六大航海性能）

浮性穩(wěn)性抗沉性船舶快速性適航性操縱性船舶靜力學（以流體靜力學為基礎(chǔ)）船舶動力學（以流體動力學為基礎(chǔ)）船舶靜力學

緒論

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船舶性能簡介

牛牛文庫文檔分享三、教學方法講授自學習題課（包括習題）船舶靜力學大作業(yè)（3年級下學期進行）船舶靜力學

緒論

牛牛文庫文檔分享四、習題、課外習題

①船舶靜水力計算和大傾角穩(wěn)性計算。如何進行這種計算，在實際設(shè)計時應提供哪些資料應有一個全面的、清楚的了解，理論與實際相結(jié)合。②完成圖紙（靜水力曲線，邦戎曲線，穩(wěn)性橫截曲線，靜、動穩(wěn)性曲線）。③每章結(jié)束后有5-6題習題以鞏固所學的知識。④完成一份船舶穩(wěn)性計算書。

船舶靜力學

緒論

牛牛文庫文檔分享五、考核方式1、采用閉卷考核方式；2、成績組成：平時作業(yè)成績20%

平時提問、考勤成績10%

期末考試成績70%船舶靜力學

緒論

牛牛文庫文檔分享第一章船體形狀及近似計算本章要點：①船體形狀的表示方法，即船舶的特征尺度及船體曲面的圖形表示方法；②掌握船體近似計算的方法（梯形法、辛氏法、乞貝雪夫法、高斯法）

牛牛文庫文檔分享§1-1主尺度、船形系數(shù)和尺度比

一、船舶外形表示方法三個主坐標平面1、基平面半寬水線圖2、中線面（船體的對稱面）縱剖線圖3、中站面橫剖線圖

牛牛文庫文檔分享二、主尺度(principaldimension)

總長Loa(overall)

適用于碼頭、船塢;1、船長L(Length)

垂線間長Lpp(perpendiculars)

適用于靜水力性能;

水線長Lwl(waterline)

適用于阻力計算;2、型寬B(breadthmoulded)3、型深D(mouldeddepth)

4、吃水d(draft)5、干舷F(freeboard)F=D-d+t(上甲板板厚）

牛牛文庫文檔分享三、船型系數(shù)1、水線面系數(shù)如（a）圖所示（waterplanecoefficient）

物理含義：表示水線面的肥瘦程度；2、中橫剖面系數(shù)如(b)圖所示（Midshipsectioncoefficient

）物理含義：表示中橫剖面的肥瘦程度；

牛牛文庫文檔分享3、方型系數(shù)（Blockcoefficient）

物理含義：表示的船體水下體積的肥瘦程度，又稱排水量系數(shù)；(displacementcoefficient)

牛牛文庫文檔分享4、棱形系數(shù)

(prismaticcoefficient)

物理含義：表示排水體積沿船長方向的分布情況；5、垂向棱形系數(shù)(Verticalprismaticcoefficient)

物理含義：表示排水體積沿吃水方向的分布情況；(U,V型剖面）

牛牛文庫文檔分享四、尺度比尺度比表示船體幾何特征的重要參數(shù)。

——長寬比，與快速性有關(guān)；

——寬度吃水比，與穩(wěn)性、快速性和航向穩(wěn)定性有關(guān)；

——型深吃水比，與穩(wěn)性、抗沉性及船體內(nèi)部容積有關(guān)；

——船長吃水比，與船的回轉(zhuǎn)性有關(guān)，比值小船短，回轉(zhuǎn)靈活；

——長深比，與船體強度有關(guān)，比值小，船短而高，強度好；

牛牛文庫文檔分享備注：選擇各個要素的基本出發(fā)點（1）船長L：浮力、總布置（艙容及布置地位）、快速性；（2）船寬B：浮力、總布置（艙容及布置地位）、初穩(wěn)性；（3）吃水T：浮力以及螺旋槳有適宜直徑；（4）方型系數(shù)CB：浮力和快速性（5）型深D：

對于載重型船舶：規(guī)范規(guī)定的最小干舷和艙容要求決定；對于布置地位船：上甲板以下各層甲板間高度以及艙室高度。從增加艙容的角度，以增加型深最有利，因為對船體重量的影響最小且不影響快速性。

牛牛文庫文檔分享§1-2型線圖船舶外型是一個流線型體，表示其形狀最基本的圖形是型線圖，因此僅用船長、船寬、高三個尺度并不能說明船舶的真實形狀和大小，它是通過稱為船體外型線圖的圖樣來表示的。

型線圖所表示的船體外型為船體型表面。鋼船的型表面為外板的內(nèi)表面（不包括船體外板厚度）水泥船、木船則為船殼的外表面（包括船體外板厚度）以鋼質(zhì)船為例：型線圖上所表示的船體形狀包括外板型表面的形狀和甲板型表面的形狀。不包括船殼板和甲板板厚度在內(nèi)的船體表面（即脅骨以外船殼板以內(nèi)，橫梁以上甲板板以下的船體表面）采用型表面的原圖：

A、各部位鋼板的厚度不同。B、便于建造。

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牛牛文庫文檔分享§1-3

船體近似計算方法

一、船體計算的習慣坐標系O取在中線面、中站面、基平面的交點，X軸為中線面與基平面的交線，x向縱向，指向船首為正；Y軸為中站面與基平面的交線，y向橫向，指向右舷為正；Z軸為中線面與中站面的交線，z向垂向，垂直向上為正。

牛牛文庫文檔分享二、近似計算方法

1、梯形法（最簡單的數(shù)值積分方法）基本原理：用若干直線段組成的折線近似地代替曲線。即：以若干個梯形面積之和代替曲線下的面積。

牛牛文庫文檔分享2、（1）辛氏一法（1，4，1法）基本原理：采用等分間距以若干段二次拋物線近似地代替實際曲線，計算各段拋物線下面積的數(shù)值積分法。（推導計算）應用條件：曲線底邊長度的等分數(shù)目為偶數(shù)（即縱坐標數(shù)目為奇數(shù)）推廣圖：

A=A=

牛牛文庫文檔分享2、（2）辛氏二法（1，3，3，1）基本原理，采用等分間距以若干段三次拋物線近似地代替實際曲線，計算各段拋物線下面積的數(shù)值積分法。推導計算：應用條件：適用于將曲線底邊長度劃分為三等分、六等分、九等分（即縱坐標數(shù)目為4，7，10……）

推廣計算：等分（須為3的倍數(shù)）

牛牛文庫文檔分享2、（3）特殊的辛氏法[5，8，-1]法：曲線具有兩個等分間距，三個縱坐標，但只求曲線下相鄰兩個縱坐標之間所包圍的面積。[3，10，-1]法：求第0號縱坐標和第1號縱坐標之間面積對第0號縱坐標的靜矩。

牛牛文庫文檔分享2、（4）扇形的辛氏計算法

牛牛文庫文檔分享3、乞貝雪夫法乞貝雪夫法基本原理：應用不等間距的各縱坐標值之和，再乘以一個共同的系數(shù)來得到曲線下的面積。用n次拋物線代替實際曲線，采用不等間距的幾個縱坐標計算拋物線下的面積。

推導示例

牛牛文庫文檔分享4、高斯法基本原理：采用不等間距的縱坐標和不同的乘數(shù)。基本公式：優(yōu)點：高斯法精確性較高，5個縱坐標的高斯法相當于9個縱坐標的辛氏法或9個縱坐標的乞貝雪夫法。

牛牛文庫文檔分享三、提高近似計算的精度

1、選擇合理的近似計算方法

計算精度從低到高的次序：梯形法<辛氏法<乞貝雪夫法<高斯法

2、增加中間坐標

牛牛文庫文檔分享3、端點坐標修正（修正方法：目測法）A：船體曲線在端點上，即，用梯形法計算少算OCA面積；修正結(jié)果：以代替B：船體曲線超過端點修正結(jié)果：以代替

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