船舶设计原理4-2性能预报.ppt

课题四 第二讲 耐 波 性  船舶在海上航行，经常会遇到海浪打上甲板，冬季还会结成很厚?的冰，这就等于给船舶增加了重量。为了保障船舶安全，船舶必须留有一定的储备浮力（也叫保留浮力）。储备浮力是指船舶主甲板以下至水线之间水密空间产生的浮力，如下图所示。 ? 计算型深 Ds ＝D+t+ t1 (L－S)／L 式中，t－干舷甲板(中部)的厚度；t1－干舷甲板露天部分敷料的平均厚度；S－上层建筑的总长度。 具有圆弧形舷边的船舶，规范对Ds的确定方法另有规定。规范定义的最小干舷(F)为从实际水线到计算型深处的最小高度。 计算方形系数cbs ，系指吃水等于0.85D处的方形系数，即cbs ＝?0.85D ／(LBX0.85D)，?0.85D为吃水等于0.85D处的型排水体积， cbs可从静水力曲线图中查得。 得到以上数据后，就可以计算夏季最小干舷，然后对夏季最小干舷加以修正，得出其他季节区的干舷。 （一）国际航行船舶的夏季最小干舷 规范对国际航行船舶和国内航行船舶的最小干舷分别作了规定。其中夏季最小干舷是计算其他季节区干舷的基础。规范要求国际航行船舶的夏季最小干舷不小于用下式计算所得的值。 式中，F0－基本干舷(mm)； f1 －船长L100m的船舶干舷修正值(mm)； f2 －方形系数对干舷的修正值(mm)； f3 －型深对干舷的修正值(mm)； f4 －有效的上层建筑和围敞室对干舷的修正值(mm)； f5 －非标准舷弧对干舷的修正值(mm)。 1．F0 F0是规范规定的“标准船”的夏季最小干舷。该标准船特征为：平甲板(干舷甲板上无上层建筑)；计算方形系数cbs ＝0.68； L／Ds =15；设标准舷弧。 F0随L而变。规范按A型船及B型船分别绘出L～ F0关系曲线，由L可查得F0 。 * * 是指船舶在风浪中遭受外力扰动而产生各种摇摆运动，以及砰击、上浪、失速、飞车等时，仍能维持一定航速在水面上安全航行的性能。 船舶耐波性 船舶耐波性，一般可从适居性、使用性及安全 性等三个方面加以考虑： (1)船舶在海上航行，应使船上所有人员不致因船舶运动过剧而难于忍受； (2)在风浪中航行，船舶的运动不致影响船上仪器、仪表的正常工作，以保证对船舶的顺利操作； (3)在恶劣的气候条件下，船舶的运动不会造成螺旋桨经常且严重地出水，发生飞车、首底严重砰击，甲板严重淹湿等，也不致过多地人为降速，影响船舶的使用与安全。 一、横摇 (一)横摇的影响因素 1.初稳性对横摇的影响 船舶作自由横摇时，其横摇固有周期或称自摇周期T? 的近似式为： T?对耐波性有较大的影响。船的固有周期随船的类型、大小和装载情况而不同。增大T?值，必须使 下降，或zg增大。 设波长为λ，则波浪周期 当船的航向与波浪前进方向的夹角为β，船速为υ，波浪传播速度为c 时，遭遇周期TK=???c －υcosβ），当T?接近TK时，将发生谐摇，此时对船的安全及旅客的舒适极为不利，设计时必须注意避免，船舶在实际营运中，遇到危险情况时，由上式可知，可以用改变航向及航速来避开谐摇区。 2、船舶主要要素和船体形状的影响 根据大量试验和理论分析的结果知，除T?对横摇幅值φa的影响最大外，B／T、Cw和Cb(或Cvp )及船体舭部形状对φa也有一定的影响。影响的原因是由于这些参数的不同引起了扰动力矩和附连水质量的变化，更重要的是横摇阻尼力矩有了变化。但其影响规律，对不同的船型不尽相同。 一般来说，B／T增加(如保持 不变)，横摇阻尼增加，附连水质量也增大，有利于降低，当Cb增加、Cw减小和巴，增大时，虽然波浪扰动力矩有了减小，但由于横摇阻尼降低得 更多，因而横摇幅值久可能会增加。尖舭形剖面线型及中剖面系数C。大的线型，因阻尼大，对 降低丸有利。这些影响，有的已计入《海船稳性规范》的最大横摇角计算中。 3．其他因素 在 一定时，从总布置上增大质量惯性半径，可以增大T? ，对减小横摇有利。其他如舭龙骨、舵等附体，双螺旋桨及附加的轴，轴包架(或轴支架)、双尾鳍、双涡尾等都对增加横摇阻尼，降低φa有作用。 (二)设计衡准