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1、船舶运动学习题一一之耐波性部分1、长L=5m,宽B=0.6m,高H=0.3m，比重为0.5的匀质木块在淡水中漂浮，求此木 块的小角度自曲横周期（设木块排水量为,木块对纵轴的惯性距Zv=A（b2+/72）,12（忽略水的附加惯性矩）。2、排水量 = 10,000 t,横摇周期为10s,横稳性高为1.22m。其姊妹船的排水量 A = 12,0001,横稳性高为1.30m。两船的重量分布各方面都是相似的。横摇附加质量为船舶质量的16%o求A）试讣算姊妹船的横摇周期（不计附加质量）；B）计算计及附加质量的横摇周期。3、已知某船 L=120m, B=15m, T=6.8m, C b=0.67, Zg=6
2、m, Zb=3.85m,横稳心半径 BM=2.6m,附加质量惯性矩Jx=10%Ix（Ix为船加I质量惯性矩）。求：（1）船舶横摇固有周期几；（2）在纵中剖面中心上10m处加上200（的重物。求此时船横摇固有周期（设此时 稳心M保持不变）。4、某船对横摇轴的惯性半径为9.39m,横稳性iSj GM= 1.48m,排水量A = 15,000/，如 果船在静水中横摇时，其阻尼力矩系数N=47,800KTV-/77-试确定船在经过三个完整 振荡的横摇角幅值（设初始倾角为7。，即当匸0时，屮",0 = 0）。附加质量惯性 矩等于船舶质量惯性矩的20%<>5、某船L=140m, A
3、= 12,500t,相当惯性半径（已计及附加质量）kx = 10/n , GM=2m,假设阻尼系数N=49,000KN m s试求：（1）该船的横摇固有周期和有阻尼自由横摇周期；（2）与其儿何相似的船模、缩尺比为27,试求船模的横摇固有周期：（3）如该船的零速处于正横浪中、求能产生共振（谐摇）横摇的规则波长。6、已知某余弦波波长2 = 100»,以齐姆米尔曼经验公式确定波高与波长的关系为 方w = 0.17才“，波长及波高以m计。求该波的周期T,波数K,周频率w,波速c,波 高Z波幅方a,最大波倾角勺，单位波面积波能及波面方程7、已知某船横摇固有周期T（p = 3s,初稳定性高GM=
4、lm,无因次衰减系数“ = 0.10试 求：（1）使船发生谐摇之规则波长；（2）若最大波倾角按下式计算«（） =0.5342（/）, 求谐摇时横摇角幅值化，取有效波倾系数=1; （3）假定该船山于载荷分布发生变化（排水量不变），总的质量惯性矩降低了 10%,欲使横摇固有周期不变，问初稳性高度改变了多少？如此时横摇阻尼系数N未变，则谐振角幅值为多少8、已知某船横摇固有周期T0 = 145 ,初稳性高GM=1.5m,无因次衰减系数“ = 0.08, 有效波倾系数心=0.8,试计算：（1）使船发生横摇谐摇的规则波长；（2）若波倾角 S =5。，求谐摇时横摇角摇幅值。9、已知某船横摇固有周期
5、7； =15$,航速V=35kn,航行于波长2 = 275/»的规则波中， 试确定会产生最大横摇的船舶相对航向。10、某远洋客船 = 2412/,厶=11 &7也，0 = 11.32?，T = 3.55m , GM = 0.87m , Zg = 4.5m , Ab/LB = 3% （Ab为艇龙骨总面积）,未经自由液面修正的初稳性高度GMo=O.95m,求横摇幅值大小。（规范公式）11、已知某船长L= 147.18m,船宽B=20.4m,排水量=16739（,型深D二12.4m,重心高度Zg=8.02m,初稳性高GM=1.2m,阻尼系数2“=0.12。试求（1）横摇固有周期7；
6、;（2 ）横摇放大因数，并绘制曲线。请按下列波浪频率e计算： ty=0, 0.1, 0.3, 0.4, 0.45& 0.5, 0.6, 0.7, 0.9, 1.1, 1.3, 8。12、某船在横浪中航行时遭遇两列波浪，其浪长分别为91.5m及183m。但是如果两者 的最大波倾角均为5°,且已知该船的横摇固有周期为15s。试问这两种情况下横摇的 幅值各为多少？设运动是无阻尼的强制振荡。（未告诉有效波倾系数可取K。= 1 ）13、从波浪记录得到的波高特性如下表所示：确定平均波高，有义波高，什一平均波 高，百一平均波高。波浪个数7? = 102斜34,舒10X0 （取10个）波高(
7、m)12345个数4403125214、测量船在不规则风浪中的横摇幅值(双幅，即峰谷值)，测量结果如下表:横摇角 (°)出现次数横摇角 (°)出现次数横摇角(°)出现次数横摇角(°)出现次数双幅值双幅值双幅值双幅值1168115160247121221723781013418241098143190513107151201试求横摇运动平均值，有义值，丄最大平均值和丄最大平均值。10 10015、已知某船横摇固有周期7； = 155的航速V=30kn,航行于波长A = 260/7；的规则波中, 试确定会产生最大横摇的船舶相对航向。船舶运动学习题一一之船舶操
8、纵性1. 设某船在水平面内作舵角为右15°的回转运动，试绘图表示：(1) 动座标素和定座标系；(2) 船舶重心运动轨迹及表征此轨迹的主要参数；(3) 定常回转运动时重心处U、u、B、V及定常回转角速度r和枢心P2. 某船长L=30m,操右舵至一定舵角，经过一定时间后该船进入定常回转，此时测得 重心处前进速度u =1.52m/s,横向速度r=-0.42m/s,定常回转角速度r=2°/s。试求：(1)船舶重心定常回转速度V； (2)重心定常回转漂角B； (3)重心定常回转 直径D,相对回转直径D/L； (4)定常回转枢心位置Xp/L。3. 水滴型潜艇潜入水中，重心总较浮心为低。
9、问其作水平面内回转运动过程中，艇的 横倾方向将如何变化？(提示：假假船体水动力作用于浮心)4. 某船在定常回转时由罗经上发现15s首向角变化了 30°,实测航速v=10kn,求该种 状态下的回转直径。5. 某船回转初速Vo=16kn,相对回转半径R/L=2.0,试用经验公式估算定常回转时的 航速V。6. 某船回转直径D=220m,定常回转时航速V=16.5kn,吃水T=4.20m,初稳性高 GM二0.7m,重心在水线上0.3m,试求定常回转时的稳定外倾角：7. 某驱逐舰 L= 118.7m, T=3.55m, Zg=4.69m, GM=0.87m,回转初速 V0=38kn,求定 常回
10、转时的最大外倾角和最大动倾角。8. 某直线航行船舶（3 = 0）,受到外界突然扰动，扰动去掉后由船上角速度陀螺测量 表明：8s后回转角速度减小一半，试估算该船航向稳定性指数T。9. 若已知A、B两船，A船的K=0.74, T=0.64；而B船的K'=2.3, T=3.6。试由此分 析说明A、B两船的操纵性能。10山某船右10°/10°Z形试验记录曲线量得特征参数为：（2=20, t3=26, t4=75, t5=811 t6=120, t?=126, te=30, te-87, teH=132,= 10 »#4=_10, 06=1°； 肖亡=22
11、, #J=_25 , i/= 24 ； 02_0o=l， »4_0o=_ll，“6 - Wo=l °5； J| = 10 , J2 = 10 , 6=10, 6=-10；试由该试验结果，求出操纵性指数K、T,其中上述特征量的单位：时间s,角度为°, 角速度为。11若已知“Mariner”货船的无因次流体动力系数为：加 丫； =0.327：=0.0478；=0.0478；人=0.0175；Y'v = -0.244 ；N； = -0.0555 ；Yr*-m' = -0.105 ；N； = -0.0349 ；Ys = 0.0586 ；N） = -0.0293 ；要求：（1）列出该船的线性操纵运动微分方程式；（2）判断此船是否具有直线运动稳定性；（3）求J = 2e时的无因次回转角速度F值；（4）若设回转过程中，u'=l,且匸0时船重心位于O（）点，试绘出5 = 2°之回转轨迹;（5）确定该船的操纵性指数K, T值。12试山船朋I在水平面内操纵运动线性微分方程式，运用算符法（D = -）,求出其相应dt的特征根。若已知卩（0）=匕,、v（0） = vo > r（0） = ro > r（0） = r0,试求出v、r之解，并建 立V或r之稳定性条件。4