船舶操纵性指数K、T.ppt

船舶操纵运动方程 船舶动稳性 公式： ：船舶及其附连水转动惯量 ：船舶横倾角加速度 ：船舶所受和外力矩 ：定常外力矩 ：船舶稳性力矩 船舶操纵性指数计算 Z形船舶操纵性试验 K/T 。 船舶操纵性指数计算 Z形船舶操纵性试验 K/T 。 船舶操纵性指数计算 Z形船舶操纵性试验 K/T 。 船舶操纵性指数计算 统计回归近似计算 根据船舶八大已知参数，利用下列公式进行求解 第一步，相关参数无因次化、标准化： 船舶操纵性指数计算 统计回归近似计算 第二步，求解水动力倒数： 船舶操纵性指数计算 统计回归近似计算 第三步，水动力倒数修正： 船舶操纵性指数计算 统计回归近似计算 第四步，求解 K、T的相关要素： 船舶操纵性指数计算 统计回归近似计算 第五步，计算 K、T值： 实例计算 船舶操纵性指数计算 课后作业 利用统计回归近似计算方法计算船舶K、T指数值。 已知条件：船舶排水量M=5735.5m3，船长Lpp=105m，船宽B=18m，方形系数Cb=0.5595，吃水T=5.4m,舵叶面积Ad=11.8m2,航速V=16.7kn,浮心坐标Xc=-0.51m。 船舶操纵性指数 本节主要内容： 船舶操纵运动方程 船舶操纵性性指数K、T概念 操纵性指数K、T的作用 操纵性指数的计算 Z形船舶操纵性试验 统计回归公式（Clarke公式） 船舶操纵运动方程 分离型（小川、小濑、井上、平野为代表） 以船体、螺旋桨、舵叶单独为基础；能够简洁的表示三者之间的相互干扰；能合理的表达作用于船体上的各种流体动力。 整体性（Abkowitz为代表） 把船体、螺旋桨、舵叶看成一个不可分的整体；三者间的干扰力看不出来。 响应性（Nomoto为代表） 将船体、螺旋桨、舵叶三者看成一个整体，从操舵者的角度出发，一船舶转首为目标，从而得出船舶航向对所操舵角的一种响应。 船舶操纵运动方程 野本（Nomoto）一阶操纵运动方程 假设一物体（钢体）的转动惯性矩I为，当它以角速度r回转时，所遭受的粘性阻尼力矩为N r， N是阻尼力矩系数。此外当其尾部转过一角度?后，会产生一个作用在物体上的力矩M ? ，M表示单位角度产生的力矩。根据钢体转动定律： 该物体的转动方程式为： 船舶操纵运动方程 对上式进行如下处理： 同样的，将船舶看成钢体，当船舶操任一舵角 ，船首转过一定角度，转手角速度为 。上述公式就相应的成为了船舶操舵时的船首转动方程。 野本（Nomoto）一阶操纵运动方程 船舶操纵运动方程 船舶操纵性指数 运动坐标系中的船舶响应型操纵运动方程： 一阶船舶操纵运动方程（野本方程） ：船舶追随性指数 ：船舶旋回性指 ：旋回角速度 ：旋回角加速度 ：舵角 船舶操纵性指数概念 野本认为上述K、T是可以用来表征船舶操纵性的特征参数，称之为操纵性指数， 其中： （1） 船舶的旋回性指数 K （turning ability index），单位为1/秒； K=M/N 单位舵角旋回力矩/单位角速度旋回阻尼； K表示旋回性优劣，K大，旋回性好。 船舶操纵性指数概念 （2）船舶的追随性指数 T （turning lag index），单位为秒； T=I/N 船舶转动惯量/单位角速度旋回阻尼； T表示追随性优劣，T小，追随性好，应舵较快； T如果为负值，船舶航向不稳定。 船舶操纵性指数含义 K：旋回性指数 K值大，则操舵后的转向角加速度初始值、定常转向角速度值均较高，易于有较大的转向角。船舶进入定常旋回后，因为K可用定常旋回角速度r0与所操舵角δ0之比来表示，所以K值实质上是定常旋回中的船舶每单位舵角所能给出的转头角速度值，又称增益常数。该增益越大，则船舶的旋回性能越好。 船舶操纵性指数含义 T：追随性指数 T值小，则操舵后的转向角加速度初始值较高，向定常角速度趋近较快，易于有较大的转向角。船舶操舵后，因为T表示转向角加速度向零衰减、转向角速度向定常角速度趋近的周期，而且每经过T的时间均趋近0.37倍，所以T又称