船舶摇摆实验教程.ppt

中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心 船舶摇摆实验 船舶横摇实验 重要性：估计风浪中横摇情况 实现方式：自横摇，摇摆衰减 一、实验目的 1、测量实船的固有横摇周期、计算无因次阻尼系数； 2、通过实验了解船舶重心对横摇周期的影响。 二、实验原理 船舶的摇荡： 横摇、纵摇、首摇 垂荡、横荡、纵荡 船舶横摇运动的重要指标 横摇固有周期 易遭受横摇的程度和横摇的急剧程度 两者的关系 自由横摇 船舶的稳性： 横摇固有周期 横摇摇幅衰减 船舶横摇的摇幅衰减情况可以这样表示： 将相邻的两个摇幅依次相减，求出每次摆动中的衰减角 摆至另一边的 ，摇幅已减少，即为： 再将一次摆动的摇幅平均，得到代表这次摆动幅度大小的平均摇幅 将对应的 及 绘制在坐标纸上，横坐标 ，纵坐标 。得到的曲 线即为横摇消灭曲线，代表了横摇衰减的情况，也表示了阻尼的情况。 在半个周期时间间隔内，横摇幅值绝对值的变化为： 由以上关系可得无因次衰减系数的表达式为： 三、实验仪器 1.实验用船舶（模）； 2.倾角测量装置（包括倾角传感器，接口和连线，数据采集计算机）。 四、实验方法与步骤 1、确认所有实验设备处于正确的初始状态，包括： 船舶（模）的摇摆运动不会受到干扰，倾角测量装置已上电并运行正常； 2、运行倾角测量软件； 3、给船舶施加倾斜力矩使其倾斜； 4、点击倾角测量软件界面上的“开始”按钮，此时开始测量倾角数据并显示在界面上； 5、去除倾斜力矩使船舶进入自由横摇状态； 6、等待一定时间后，点击倾角测量软件界面上的“暂停”按钮，停止测量倾角数据； 7、将记录下来的倾角数据保存在指定的文件中； 8、在船舶的某一高度上增加重量。 首先将双面胶的一面贴在亚铁上，然后将亚铁粘贴到船模上。注意沿船长的方向，亚铁的中心线要与船模的中线一致，避免船舶左右不对称产生固定的横倾角。将增加重量的船模放入水中，给船模施加倾斜力矩使其倾斜，去除该 力矩使船舶进入自由横摇状态，对船模摇摆的倾角进行测量并保存实验数据。按照这个方法，逐渐增加亚铁的数量，并对其进行摇摆试验，测量其摇摆横倾角并保存数据； 9、点击倾角测量软件界面上的“退出”按钮，关闭该软件，结束实验。 五、数据处理 六、实验报告要求 (1)实验报告撰写： 包括实验目的、实验原理、实验设备、实验步骤、实验数据处理、问题分析、实验改进的建议。 (2)实验数据处理： 绘制船舶摇摆的时历曲线，用Excel画出，与原始实验 数据一同提交； 计算出船舶摇摆的横摇固有周期、无因次衰减系数； 绘制横摇消灭曲线（横摇衰减角为纵坐标，横摇平均摇幅为横坐标） (3)实验报告必须自己撰写，若有雷同，成绩减半。 (4)实验报告上交，以“学号+班级+姓名+班内序号+实验名称”命名海工07-1班+张三+5+船舶摇摆实验。