船舶静力学
船舶静力学
船舶与海洋工程静力学研究的是船舶、海洋平台及其他海洋浮式结构在静水中的浮性、稳性和抗沉性等流体静力学特性。
若不考虑结构的变形，无论是船舶或海洋平台，都可作为一个浮于水面的刚体来对待。
浮体在静水中的流体静力学特性是船舶和海洋平台静力学的共性问题，也是本章所要讨论的问题。
1.1 浮体的坐标系为了讨论浮体的流体静力学特性，首先需要建立一个坐标系。
为了研究方便，通常建立两个坐标系：一个是大地坐标系，该坐标系设定为右手坐标系，xoy 坐标平面取为静水面，z 轴铅垂向上为正。
另一个是联体坐标系，联体坐标系固结于浮体，坐标原点的位置视具体研究问题而定，对于船舶或海洋平台等海洋结构物，联体坐标系的坐标平面通常取为结构的对称面。
图1.1 浮体的坐标系示意图1.2 坐标变换平面或空间中的任意一点都可以用某个平面或空间坐标系下的坐标来描述。
空间点的位置在不同坐标系下具有不同的表达形式，空间点在两个不同坐标系间坐标值的转换关系称为坐标变换。
直角坐标系中的坐标变换可分为平移变换和旋转变换两种类型。
平移变换：在直角坐标系下，若两个坐标系对应的坐标轴是同向的，空间任意一点在两个坐标系1111z y x O -和2222z y x O -中下的坐标值可以用平移变换来实现。
假设空间点在在第一个坐标系中的坐标值为()1111,,z y x P O =，在第二个坐标系中的坐标值为()2222,,z y x P O ，第二个坐标系的坐标原点在第一个坐标系中的坐标值为()c b a O O ,,21=P O O O P O 2211+=（1.1）1.1）z 1x 1y 1z 2x 2y 2o 1o 2 P图1.2 平移变换展开后为：cz z b y y a x x +-+=+=212121 （7.2）旋转变换：当两个坐标系的坐标原点相同，但是对应的坐标轴不重合，则空间任意一点在两个坐标系中的坐标值可以用旋转变换来实现。
旋转变换的一般形式为：()()()()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛222332331232221131211222232221111z y x e e e e e e e e e z y x z y x e e e（7.3）上式中，)1(i e 是时坐标系1111z y x O -中第i 个坐标轴的单位列矢量，)2(j e 时坐标系2222z y x O -中第j 个坐标轴的单位矢量，()()21j i ij e e e ⋅=，在正交坐标系下，坐标转换矩阵是单位正交矩阵。
船舶静力学的三心
船舶静力学的三心
船舶静力学的三心指的是船舶的重心、浮心和稳心。
船舶为什么能漂浮在水上？因为水有浮力。
那么，水为什么会产生浮力？一般说来，流体（气体和液体）在重力作用下会给浸没在其中的物体一个浮力。
就好比一个受到“外敌”入侵的群体一样，这个群体会有“抵抗情绪”，不会轻易让出空间给“异类”。
虽然上面这个回答缺乏说服力，但是很形象，也提到了非常关键的因素—一重力作用。
这里，我们用一杯水来作研讨模型。
杯子里的水是水分子的集合体，水分子在重力作用下都有下降的“趋势”。
如果可能的话，可以把这杯水分成若干层。
由于重力作用，下层的水分子总是受到上层水分子的压力，力是可以传递的，所以，越到最低层水分子受到压力越大。
我们可以把“水杯模型”放大到江河湖海中去。
已经有前人研究过，水在深度h处的压强P＝p g h等号两边同时乘以有效受力面积S，有PS＝p g s h，PS（即压强X面积）为压力（即浮力F），Sh（即面积x高）为体积（即排水体积△），则船在水中受到浮力F=p g△。
因此，我们可以准确地来回答水为什么会产生浮力了，是因为重力作用形成的静水压力而产生浮力。
船舶动力学
船舶动力学
船舶动力学是研究船舶在水中运动及其受力情况的学科。
它主
要包括船舶运动学、船舶静力学和船舶动力学三个方面。
1. 船舶运动学：船舶运动学研究船舶在水中的运动规律，包括
船舶的运动轨迹、速度、加速度、角度等。
通过对船舶运动学的研究，可以了解船舶在水中的运动特性，为船舶的操纵和控制提供依据。
2. 船舶静力学：船舶静力学研究船舶在平衡状态下受力的情况，包括船舶的浮力、重力、浮心位置等。
通过对船舶静力学的研究，
可以了解船舶在不同负荷和浮动条件下的平衡状态，为设计和改进
船舶结构提供依据。
3. 船舶动力学：船舶动力学研究船舶在水中运动时所受到的力
和力矩的作用，包括船舶的推进力、阻力、操纵力等。
通过对船舶
动力学的研究，可以了解船舶在不同运行状态下的能耗和推进性能，为提高船舶的运行效率和安全性提供依据。
船舶动力学的研究对于船舶设计、航行安全和运维管理都具有重要意义。
随着船舶行业的发展，船舶动力学研究也在不断深入和扩展，为船舶的发展和创新提供支撑。
以上是关于船舶动力学的简要介绍，希望对您有所帮助。
《船舶静力学》课件
应用：用于船舶 设计、建造、营 运和维护等各个 环节，确保船舶 的安全性和经济 性
船体几何特性和浮性要素计算
浮性要素：包括浮力、重力、 浮心、稳心等
计算方法：采用静水力计算 公式，如阿基米德原理、浮
力定律等
船体几何特性：包括船体长 度、宽度、吃水、型深等
计算结果：得到船舶的浮性 要素，如浮力、重力、浮心、
心高度等
船舶稳性计算： 通过计算船舶 的稳性曲线和 稳性力臂来确 定船舶的稳性
影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施
船舶重量分布：重心位置、重量分布均匀性等
船舶形状：船体形状、吃水线等
船舶速度：速度对稳性的影响
船舶装载：货物装载位置、装载量等
提高稳性的措施：调整船舶重心、优化船体形状、控制船舶速度、合 理装载等
船舶浮性
船舶浮性的定义
船舶浮性是指船舶在水中保持漂浮状态的能力 船舶浮性取决于船舶的重量和浮力 船舶浮性是船舶设计的重要参数之一 船舶浮性可以分为正浮性和负浮性两种类型
船舶排水量和浮心位置的计算
船舶排水量： 船舶满载时排 开的水的重量
浮心位置：船 舶漂浮时，浮 力作用点在水 平面上的投影
计算方法：根 据船舶的排水 量和浮心位置， 可以计算出船
船舶抗沉性
船舶抗沉性的定义
船舶抗沉性是指 船舶在受到外力 作用时，保持不 沉的能力。
船舶抗沉性是船 舶安全性能的重 要指标之一。
船舶抗沉性的评 价标准包括船舶 的稳性、浮力、 抗沉性等。
船舶抗沉性的提高 可以通过优化船舶 设计、增加浮力、 提高船体强度等方 式实现。
船舶破损进水对浮态和稳性的影响
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船舶静力学
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目录
PART One
船舶静力学第1章 船体形状及近似计算
三种方法的特别说明二
• 为了使计算具有一定的精确度，要求： • ①用乞氏法沿船长方向须取9-12垂线，误差 约为0.3％； • ②辛氏法沿船长方向须取21垂线，首尾两端 各加1-2个中间坐标，沿吃水方向须取6-7条 等分水线，下端须加中间坐标，误差约为 0.1%; • ③梯形法沿船长方向须取21垂线，两端坐标 均须修正，沿吃水方向取6-7条等分水线，下 端坐标也修正，其误差约为 0.5%; 。
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• 2、型宽（B）
• （最大船宽）
• 3、型8/11/13 10
二、船 型 系 数
• 船型系数：是表示船体水下部分面积或 体积肥瘦程度的无因次系数，这些系数 对分析船型和船舶性能至关重要。
• 在初步设计和解决许多实际问题时，船 型系数常用来近似地确定新设计船的某 些性能。
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三种方法的特别说明一
• 以上各种近似计算方法的精确度，均以 曲线的性质及所取垂线的多少而定。垂 线数增加，精确度增加。
• 在相同垂线数的情况下比较，以乞氏法 所得结果最为准确，辛氏法次之。 • 辛氏一法必须是偶数等份；辛氏二法必 须是3的倍数等份。
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• 4、（纵向）菱形系数[CP]： 它的大小表示排水体积沿船 长方向的分布情况。 • 5、垂向菱形系数[CVP]：它的 大小表示排水体积沿吃水方 向的分布情况。
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三、主尺度比
• 1、长宽比（L/B）：与船的快速性有关。
• 2、宽度吃水比（B/d）：与船的稳性、快速 性和航向稳定性有关。 • 3、型深吃水比（D/d）：与船的稳性、抗沉 性、船体的坚固性及船体的容积有关。
第三章 船舶静力学
一、船舶主尺度
水线图
∇
∆
排水体积: 排水体积:m3 排水量: 排水量:t
CB方形系数
二、船舶性能
浮性 船舶静水 力性能 船舶静 力学
稳性
`
抗沉性 船舶技术性能
`
快速性 船舶运动 性能
`
操纵性
船舶水 动力学/ 船舶流 体力学
耐波性
`
三、浮性与稳性
浮性
W G
排开水的重量= 排开水的重量 = 船的 重量 重心与浮心永远在一 条铅垂线上（ 条铅垂线上（静止状 态下） 态下）
四、抗沉性
SWATH抗沉性优良 SWATH抗沉性优良
W
G B
状态
W
φ
G
θ
G
G B
△
d
B
yG
B
G B
△
y
o
o
yB
d
y
三、浮性与稳性
稳性
∆
∆
W W1
w G Z B B1 W (a)
L1 L
W W1
w
G
W B B1
L1 L
MR(+)
(b)
M R(-)
船在外力作用下偏离平衡位置，外力消失后， 船在外力作用下偏离平衡位置，外力消失后， 回复到原来平衡位置的能力 稳心用M表示， 稳心用 M 表示 ， 稳性高是静稳性研究的主要内 容之一。 容之一。
船舶概论
第三章 船舶静力学
——船舶的固有特性 ——船舶的固有特性
2010年 2010年8月
目录 一、船舶主尺度 二、船舶性能 三、浮性与稳性 四、抗沉性
一、船舶主尺度
纵剖面图 总长， LOA 总长，B 船宽 LWL 水线图，d 吃水 水线图，
船舶静力学名词解释
23.满载出港一一指燃料、润滑油、淡水、粮食以及其他给养物品按规定带足，且载满货物
时的重量。
24.满载到港一一指燃料、润滑油、淡水、粮食以及其他给养物品剩余10%，且载满货物时
的重量。
25.漂心一一水线面形状的形心。
26.每厘米吃水吨数（TPC）——船舶（正浮时）吃水平行于水线面增加（或减少）1cm时,
^态。
19.载重量一一除去空船外，船舶所能装载的重量，即满载出港排水量减去空船重量。
20.载货量一一除去空船与变动重量外，满载出港时船舶的重量，即载重量减去变动重量。
21.空载出港一一指燃料、润滑油、淡水、粮食以及其他给养物品按规定带足，但没装货时
的重量。
22.空载到港一一指燃料、润滑油、淡水、粮食以及其他给养物品剩余10%，但没装货时的
51.动稳性角——船舶受到动态外力后倾斜的最大角度。
52.极限动横倾角一一船舶所能承受的最大外力矩与复原力矩所做的功相等时的对应角度。
53.最大风倾力矩一一船舶所能承受的最大外力矩。
54.极限动倾角一一在船舶有一原始横倾角时，所能承受的相反方向作用的最大外力矩与复
原力矩所做的功相等时的对应角度。
55.最小倾覆力矩一一在船舶有一原始横倾角时，所能承受的最大外力矩。
引起排水量增加（或减少）的吨数。
27•总排水体积——包括壳板及附体在内的排水体积。
28.储备浮力——指满载水线以上主体水密部分的体积。
29.稳性一一船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，能自行回复到原来 平衡位置的能力。
30.复原力臂一一重心到浮力作用线的距离。
31.复原力矩一一浮力与重力不在同一铅垂线产生的使船回复到原平衡位置的力偶。
进水角一一船舶甲板及上层建筑的侧壁上开口对应的最小横倾角。
船舶静力学
一、名词解释（共30分）1. 浮性与稳性浮性：船舶在一定装载情况下具有漂浮在水面（或浸没在水中）保持平衡位置的能力；稳性：船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，能自行回复到原来位置的能力称为稳性。
2.菱形系数与方形系数菱形系数：船体在水线以下的排水体积∇与由船长L、舯横剖面积AM所构成的棱柱体体积之比；方形系数：船体在水线以下的排水体积∇与由船长L、设计水线宽B和吃水d所构成的长方体体积之比。
3.稳定平衡状态（1）、重力与浮力的大小相等而方向相反；（2）、重心和浮心在同一铅垂线上。
4.进水角船舶横倾至水开始由开口进入船内时的横倾角。
5.静稳性与动稳性静稳性——倾斜力矩的作用是从零开始逐渐增加，使船舶倾斜时的角速度很小，可忽略不计；动稳性——倾斜力矩是突然作用在船上，使船舶倾斜有明显的角速度的变化。
6. 空船重量船舶在全部建成后交船时的排水量。
二、简答题（共40分）1. 在图中标明三个主坐标平面，并用文字表述。
（8分）2. 在下图中标明：设计水线、基线、首垂线、尾垂线、首吃水、尾吃水、型深、船长。
（8分）3. 给出船体横倾的三个平衡方程。
（8分）W ω=∆=∇B G x x =()tan B G G B y y z z φ-=-4. 在哪些情况下需要考虑船的浮心及重心的变化。
（8分）横倾； 纵倾； 重量移动； 装卸载荷；自由液面；悬挂重量。
5. 船舶的回复能力是如何形成的？（8分）①、已知初始平衡位置（浮态）；②、由于外力矩M(倾角)作用，浮态发生变化；③、可以求出新的浮态倾斜前后重量、重心位置不变，倾斜前后，排水体积不变，但浮心位置发生变化；④、浮心位置发生变化，浮力作用线与重力作用线不在同一铅垂线上，因此产生回复力矩。
三、计算题（30分）1. 已知某船设计水线面半宽尺寸，船长100米，求1）梯形法求水线面面积；（10分）4）梯形法求水线面形心的x坐标（20分）X站号0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10水线半0.0 6.3 8.6 9.2 9.4 9.0 8.1 6.7 4.6 2.4 0.2宽y(m)答：站号水线半宽乘数面积乘积矩臂面矩乘积0 0 0.5 0 -5 01 6.3 1 6.3 -4 -25.22 8.6 1 8.6 -3 -25.83 9.2 1 9.2 -2 -18.44 9.4 1 9.4 -1 -9.45 9.0 1 9.0 0 06 8.1 1 8.1 1 8.17 6.7 1 6.7 2 13.48 4.6 1 4.6 3 13.89 2.4 1 2.4 4 9.610 0.2 0.5 0.1 5 0.5 总和64.4 -33.4 水线面面积：2*10*64.4=12882m水线面面矩：2*10*10*（-33.4）=-66803m漂心纵向坐标：x=-6680/1288= -5.34mF。
船舶静力学
1.1 浮体形状的描述为了准确计算浮体的静水力特性，需要对浮体的外表面进行准确的描述。
一般情况下，对于浮体的外表面是不规则曲面，很难用统一的函数形式来描述。
在工程实践中。
通常采用数值的方式给出浮体的近似外形，通常采用的方法有切片法和面元法两种。
切片法采用一族（等距）平行平面和曲面相交，将曲面的形状用截交线的形式给出。
面元法则将曲面分割成若干互不重叠的完全覆盖曲面的单元曲面，每个单元曲面用平面或样条曲面来近似，这样，若给出了每个单元曲面的顶点位置，则曲面的位置就确定了。
切片法比较适合于工程设计，面元法则更适合于数值计算。
1.2 阿基米德定理浮体浮于水面时，浮体的湿表面受到垂直表面向内的静水压力的作用。
所有静水压力的合力表现为浮体所受的浮力。
在大地坐标系下对浮体的受力进行分析。
根据帕斯卡定理，静水压力和水的深度成正比，若水的密度为ρ，重力加速度为g ，则物体表面任意一点的压力为：⎩⎨⎧>≤-=0000z p z gz p p ρ（0.1）图1.5 浮体的静水压力图1.6 浮力微元做功在物体表面对压力进行积分，可得到物体所受的浮力。
物体表面的静水压力是垂直于物面并指向物体内部的，取n 为物体的单位外法线方向，其中大气压为常数，在闭曲面上的积分为零，积分项只剩下湿表面上的相对压力项，最后利用高速定理可将曲面积分转换为体积分：()k k k n n B ∆≡∇===-=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰∇g dV g dS gz dS p WBS S ρρρ（0.2）z其中S W 是浮体和水的接触面，∇是浮体水下部分的排水体积，∇=∆g ρ为浮体的排水量。
同样也可以获得浮力对坐标原点的矩为：()()()()kj i j i r k n r n r M ∆⨯+=-=⨯-=⨯=⨯-=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰∇∇∇c c S S y x gxdVgydV dVgz dS gz dS p WBρρρρ （0.3）其中⎰⎰⎰∇∇=xdV x c 1，⎰⎰⎰∇∇=ydV y c 1为水下体积的形心纵坐标和横坐标。
船舶静力学知识点汇总及答案
船舶静力学知识点汇总及答案1、简述表示船体长度的三个参数并说明其应用场合？答：船长[L] Length船长包括：总长，垂线间长，设计水线长。
总长（Length overall）——自船首最前端至船尾最后端平行于设计水线的最大水平距离。
垂线间长 (Length Between perpendiculars)首垂线（F.P.）与尾垂线（A.P.）之间的水平距离。
首垂线：是通过设计水线与首柱前缘的交点可作的垂线（⊥设计水线面）尾垂线：一般舵柱的后缘，如无舵柱，取舵杆的中心线。
军舰：通过尾轮郭和设计水线的交点的垂线。
水线长[ ](Length on the waterline)：——平行于设计水线面的任一水线面与船体型表面首尾端交点间的距离。
设计水线长：设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。
应用场合：静水力性能计算用；分析阻力性能用；船进坞、靠码头或通过船闸时用。
2、简述船型系数的表达式和物理含义。
答：船型系数是表示船体水下部分面积或体积肥瘦程度的无因次系数，它包括水线面系数、中横剖面系数、方形系数、棱形系数（纵向棱形系数）、垂向棱形系数。
船型系数对船舶性能影响很大。
（1）水线面系数——与基平面平行的任一水线面的面积与由船长L、型宽B所构成的长方形面积之比。
（waterplane coefficient）表达式：物理含义：表示是水线面的肥瘦程度。
（2）中横剖面系数[ ]——中横剖面在水线以下的面积与由型宽B吃水所构成的长方形面积之比。
(Midship section coefficient)表达式：物理含义：反映中横剖面的饱满程度。
（3）方形系数[ ]——船体水线以下的型排水体积与由船长L、型宽B、吃水d所构成的长方体体积之比。
（Block coefficient）表达式：物理含义：表示的船体水下体积的肥瘦程度，又称排水量系数(displace coefficient)。
（4）棱形系数[ ]——纵向棱形系数 (prismatic coefficient)船体水线以下的型排水体积Δ与相对应的中横剖面面积、船长L所构成的棱柱体积之比。
《船舶静力学常欣》课件
几何形状
船舶的几何形状决定了其浮 力特征和航行性能。
浮力特征
掌握船舶的浮力特征有助于 预测船舶的浮沉和稳性。
三、船舶平衡方程
稳态平衡方程
船舶在静止状态下的平衡方程是通过物理原理和数 学模型来描述船舶力学平衡的关系。
动态平衡方程
船舶在运动状态下的平衡方程考虑了船舶的推进力、 阻力和惯性力等因素。
四、船舶稳性分析
1
稳性计算方法
2
掌握船舶稳性计算的方法有助于评估船
舶的稳定性。
3
稳性要求
了解船舶稳性的要求是确保船舶安全运 行的关键。
动稳性分析
动稳性分析考虑了船舶在波浪中的稳定 性问题，是一项重要的研究领域。
五、船舶的排水力学
排水原理
了解船舶的排水原理对于设计和维护船舶的排水系统至关重要。
排水力学计算
通过排水力学计算，可以预测船舶在不同水深下的浮力和稳定性。
八、总结与展望
应用前景
船舶静力学在船舶设计、船舶安全等领域有着广阔 的应用前景。
发展趋势
船舶静力学领域的发展趋势包括更精确的数学模型 和更高效的计算方法。
《船舶静力学常欣》PPT 课件
欢迎进入《船舶静力学常欣》PPT课件，本课程将带您深入了解船舶静力学的 概念、应用和前沿研究。准备好跟随我一起探索吧！
一、引言
船舶静力学是研究船舶在静止状态下平衡、稳定和安全性能的科学。它在船 舶设计、航行安全等构组成
了解船舶的结构组成对于理 解船舶的力学特性至关重要。
六、船舶的安全性能
1
安全性能要求
了解船舶的安全性能要求有助于确保船舶在各种环境下的安全。
2
安全性能评估方法
通过安全性能评估方法，可以评估船舶在不同情况下的安全性能。
毕业答辩——船舶静力学
1、船舶的抗沉形式如何来保证的？通过用水密舱壁将船体分隔成适当数量的舱室来保证的。
2、写出横倾状态时重量 、重心 和排水量 ，浮心 之间的关系式。
37页()为横倾角。
φφωtan B G G B BG z z y y x x W -=-=∇=∆=3、何谓MTC ，如何计算？船舶纵倾1cm 所需要的的纵倾力矩，MTC=100LGM ⋅∆4、通常船舶的重心、浮心和稳心间有什么样的关系？初稳心高=浮心高度+初稳心半径-重心高度=初稳心半径-浮心和重心之间的距离。
纵稳心高=浮心高度+纵稳心半径-重心高度。
5、船舶共有几个船型系数，各是如何定义的？水线面系数：与基平面相平行的任一水线面的面积AW 与船长L 、型宽B 所构成的长方形面积之比.L B AC WWL ⨯=中横剖面系数：中横剖面在水线以下的面积AM 与由型宽B 、吃水T 所构成的长方形面积之比T B A C M M ⨯= 方形系数：船体水线以下的型排水体积▽与由船长L 、型宽B 、吃水T 所构成的长方体体积之比L T B C B ⨯⨯∇=棱形系数：又称纵向菱形系数。
船体水线以下的型排水体积▽与由船长L 相对应的中横剖面面积AM 所构成的棱柱体体积之比。
M B M M P C C L B T C L A C =⨯⨯⨯∇=⨯∇=垂向棱形系数：船体水线以下的型排水体积▽与由吃水T 、相对应的水线面面积AM 所构成的棱柱体体积之比。
WL BWL W VP C C L B T C L A C =⨯⨯⨯∇=⨯∇= 6、船舶的静稳性和动稳性？若倾斜力矩的作用是从零开始逐渐增加，使船舶倾斜时的角速度很小，可忽略不计，则这种倾斜下的稳性称为静稳性。
若力矩是突然作用在船上，使船舶倾斜有明显的角速度的变化，则这种倾斜下的稳性称为动稳性。
7、纵倾值和纵倾角之间有什么关系？37页 L t =θt a n 纵倾值/垂线间长。
t 首倾为正。
8、船舶的浮性和稳性各研究船舶的什么问题？浮性研究的是船舶的静力学问题，稳性研究的是船舶的动力学问题。
船舶静力学知识归纳
船舶静力学知识点归纳1. 船舶的抗沉性是如何保证的（p.167)船舶的抗沉性是用水密舱壁船舶下沉不超过规定的极限位置，并保持一定的稳性。
2. 写出船舶的初稳性公式？（p.78）3. 何谓MTC 如何计算? 引起船舶纵倾1厘米所需的纵倾力矩大小4. 通常船舶的重心、浮心和稳心之间有什么关系？（p.80）初稳性高GM 是衡量船舶初稳性的重要指标，可写成GM=KB+BM-KG,其中KB 为浮心高度，BM 为初稳性半径，KG 为重心高度。
5. 船舶各有几个船型系数，各是如何定义的？（p.6）共有五个船型系数，它们是：①水线面系数C WP ----与基平面相平行的任意水线面面积Aw 与由船长L 、型宽B 所构成的长方形面积之比。
②中横剖面系数C M -----中横剖面在水线以下的面积A M 与由型宽B 、吃水T 所构成的长方形的面积之比。
③方形系数C B -----船体水线以下的型排水体积▽与由船长L 、型宽B 、吃水T 所构成的长方体的体积之比。
④棱形系数C P -----又称纵向棱形系数。
船体水线以下型排水体积▽与由相应的中横剖面面积Aw ，船长L 所构成的棱柱体积之比。
⑤垂向棱形系数C VP -----船体水线以下的型排水体积▽与由相应的水线面面积Aw 、吃水T 所构成的棱柱体体积之比。
6. 船舶的静稳性和动稳性？（p.74）引起船舶产生倾斜的倾斜力矩若它的作用是零开始逐渐增加的，使船舶倾斜时的角速度很小，可以忽略不计，则这种倾斜下的稳性称为静稳性。
若倾斜力矩是突然作用在船上，是传播倾斜有明显的角速度的变化，则这种倾斜下的稳性称为动稳性。
7.什么是船舶的储备浮力？（p.69）所谓储备浮力是指满载水线上主题水密部分的的体积，它对稳性、抗沉性，淹湿性等有很大影响。
8.船舶的浮性和稳性各研究船舶的什么问题？（PPT第三章第一句话）浮性研究船舶的平衡问题，稳性研究船舶平衡的稳定性问题。
9.考虑差船舶初稳性的问题时，如何计入自由液面的影响？（p.98）自由液力同理如存在多同理可得自由液面的影响是减小船的出稳心高。
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一、船体型线图
船舶静力学
船体型线图所表示的船体表 面称为船体型表面。
注意！
钢船、铝船体的型表面为外板 的内表面；水泥船、木质船和玻璃 钢船的型表面为船壳的外表面。
船舶静力学
船体型线图的组成： （1）横剖线图——平行于中站面的一组横剖面； （2）半宽水线图——平行于基线面的一组水平剖面；
（3）纵剖线图——平行于中线面的一组纵剖面。
中线面
船舶静力学
（2）中站面——通过船长中点的横向垂直 平面
中站面
船舶静力学
基平面
（3）基平面——通过船长中点龙骨板上缘 的平行于设计水线面的平面。
船舶静力学
三个基本截面
中纵剖面
甲板线
中横剖面
龙骨基线 尾 首
设计水线面
船舯
船体型表面在中线面、中站面和设计吃水处的 平行于基线面的截面分别称为中纵剖面、中横剖面 和设计水线面
与由船长L、舯横剖面积AM所构成的棱柱体体积之
比，即
CP 的几何意义：
CP AM L
表示船体水线以下排水体积沿船长的分布情况
AW d
L
棱垂向形系数CVP——船体在水线以下的排水体 积与由相对应的水线面面积AW和吃水d所构成的棱 柱体体积之比，即
CVP
CVP的几何意义：
AW d
2013年7月24日星期三
船舶静力学
第一章 绪论
船舶静力学
船舶航行6大性能
浮性
船舶在一定装
载情况下浮于
一定水面位置 的能力。
船舶静力学
稳性
船舶在外力作用 下，船舶发生倾斜 而不致倾覆，当外 力作用消失后，仍 能回复到原来平衡 位置的能力
船舶静力学
抗沉性
船舶破损进水 情况下的浮性 和稳性
快速性
均吃水。
B
设计水线 基线
F
甲板 D dM 龙骨板
船舶静力学
二、船型系数
船型系数是表示船体水下部分面积或体积的肥瘦程度的 无因次系数，它包括： 面积系数 （1）水线面积系数[CWP , ]—— （2）中横剖面系数[CM , ]—— 体积系数 （3）方形系数[CB , ]—— （4）棱形系数[CP , ]—— （5）垂向棱形系数[CVP , V]——
850纵剖
c L
850纵剖
BL
船舶静力学
1550 1400 1300 1200 1100 1000 900 21 20 19 18 800 17 700 16 600 15 500 14 13 400 8 1012 300 200 100 BL
A 24
23 22
-2 -1 0 1 2 3 4 6 8 1 32 64 8
1、 理论计算（应用浮性及稳
性的基本理论）
２、实船倾斜试验（测量本课程的学习方法
1、牢固掌握基本理论，搞清基本概念； 2、重视理论联系实际，加强实践性环节； 3、积极思维，不放过疑难和不懂的问题 ，认真总结提高。
船舶静力学
五、《船舶静力学》课程内容 （1）船体形状及近似计算 （2）浮性 （3）初稳性 （4）大倾角稳性 （5）抗沉性 （6）船舶下水
LOA 舷墙顶线 甲板边线 dA dM LPP LWL D 设计水线 龙骨线 基线
dF
尾垂线
首垂线
船舶静力学
（2）型宽[B]——指船体两侧型表面(不包括外板厚度)之间的 最大水平距离； （3）型深[D]——在甲板边线最低点处，自龙骨基线至上甲 板边线的垂直距离；
（4）吃水[d]——龙骨基线至设计水线的垂直距离，一般指平
几何意义：
AM
d
表示水线以下的舯横剖面积的肥瘦程度
d
L
舯方形系数CB——船体在水线以下的排水体积 与由船长L、设计水线宽B和吃水d所构成的长方形体 体积之比，即
CB几何意义：
CB L Bd
表示船体水线以下排水体积的肥瘦程度。
船舶静力学
AM
d
L （纵向）棱形系数CP——船体在水线以下的排水体积
水线面积系数——是与基平面相平行的任一 水线面的面积AW与由船长L和型宽B所构成的长方 形面积之比，即
AW
B
L
AW Cwp L B
几何意义：表示水线面积的肥瘦程度
船舶静力学
舯横剖面积系数CM——舯剖面在水线以下的 面积AM与由设计水线宽B和吃水d所构成的长方形 面积之比，即
B
AM CM Bd
船舶静力学
船舶的速航性，其中包括：船舶阻 力性能，及船舶推进性能
船舶静力学
耐波性（适航性）
船舶在风浪中的运动性能，此时船舶发生 摇荡运动（横摇、纵摇和升沉等）。
操纵性
船舶静力学
船舶操纵性包括：
航向稳定性和回转性。
船舶静力学
本课课程的特点、地位和内容
一、特点和地位
《船舶静力学》是一门古老而成熟的，基本原理
船舶静力学
第一章 船体形状及近似计算
船体型表面 型线图所表示的船体外形称为船体型表面
船舶静力学
§1-1 主尺度 船形系数和尺度比
主尺度、船形系数和尺度比是表 示船体大小、形状、肥瘦程度最简明 的几何参数
船舶静力学
三个
主坐标平面
表达船体外形的主坐标平面 是 三个
相互垂直的基本平面
船舶静力学
（1）中线面（对称面）——通过船宽中央 的纵向垂直平面
船舶静力学
主尺度表示船舶的大小， 包括船长、型宽和吃水等
（1）船长[L]，有三种：
总长LOA——平行与设计水线首尾的最大距离
（进船坞、码头或过闸门市时采用）
垂线间长LPP ——首垂线与尾垂线之间的水平距离
（习惯上默指的船长，在船舶静水力计算中采用）
设计水线长LWL ——设计水线在首尾与船型表面之 交 点的水平距离（军舰及在阻力分析中常采用）；
简明的，实践性强，在船舶设计、船舶建造及船舶营
运中非常有用的学科。是船舶工程专业的最重要的专 业课，是《船舶原理》和《船舶设计》课程的基础， 也是船舶诸多性能的基础。
船舶静力学
二、研究范畴和内容
船舶静力学（以流体静力学为基础）
（1）浮性
（2）稳性 （3）抗沉性
船舶静力学
三、研究与判断船舶稳性的方法
-2 -1 0
850纵剖
10
c L
850纵剖
船舶静力学
二、船体型值表
《船体型值表》是船舶性能计算和建造的主要 依据。为避免图纸的伸缩变形，长期保存船型的重 要数据需要给出船体型值表。
船舶静力学
某高速艇型值表
单位: mm
° ë ½ Å Õ ¹ 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 21 44.8 166.0 271.1 361.9 507.9 526.3 501.3 469.0 431.7 397.6 336.2 255.9 154.5 27.7 200 399.7 511.0 622.1 730.5 827.4 905.1 967.8 1015.4 978.2 913.5 837.7 770.7 651.4 514.1 343.4 111.6 300 454.6 965.7 1076.6 1183.1 1276.6 1375.5 1448.4 1491.0 1523.0 1455.0 1358.1 1242.8 1143.8 972.3 789.7 543.0 219.8 400 1098.0 1516.7 1641.8 1735.3 1817.0 1907.2 1966.4 2005.6 2030.5 1931.8 1802.6 1647.6 1516.9 1303.0 1067.4 748.0 345.0 500 1102.4 1912.0 2256.3 2272.4 2288.1 2302.4 2315.5 2328.6 2339.3 2345.2 2350.8 2330.8 2051.6 1890.0 1656.8 1362.9 964.6 488.5 600 2231.3 2261.1 2280.9 2295.4 2310.7 2325.6 2338.3 2351.7 2362.5 2366.5 2371.3 2353.2 2334.3 2287.3 2230.9 1702.9 1209.6 663.6 700 2138.6 2215.3 2259.9 2283.8 2303.1 2319.0 2333.9 2349.3 2362.0 2374.8 2384.6 2387.8 2387.8 2374.2 2351.1 2314.6 2246.6 2106.6 1745.1 857.2 86.9 Ë ® 800 2207.7 2251.0 2287.0 2308.4 2327.3 2343.0 2358.2 2373.7 2385.8 2398.0 2406.6 2409.1 2408.9 Ï ß 900 2245.6 2283.6 2315.4 2335.7 2353.9 2369.2 2384.2 2398.7 2410.5 2421.1 2428.4 2430.5 2430.0 2419.4 2401.7 2372.8 2310.3 2185.2 1843.3 1232.0 316.6 1000 2277.0 2314.2 2344.8 2364.0 2381.2 2396.3 2410.7 2424.2 2435.5 2444.2 2450.2 2451.8 2451.0 2442.1 2427.1 2401.8 2342.1 2224.5 1892.5 1313.8 432.2 1100 2306.2 2344.1 2374.5 2392.6 2408.7 2423.4 2437.3 2449.8 2460.6 2467.3 2472.0 2473.1 2472.1 2464.7 2452.4 2430.9 2374.0 2263.4 1941.6 1395.5 547.8 1200 2334.0 2374.0 2404.3 2421.4 2436.3 2450.6 2464.0 2475.5 2485.6 2490.5 2493.7 2494.4 2493.2 2487.3 2477.7 2460.0 2405.8 2303.1 1990.7 1477.3 663.4 1300 2360.1 2404.2 2434.1 2450.1 2463.9 2477.7 2490.6 2501.3 2510.7 2513.6 2515.5 2515.7 2514.3 2509.9 2503.1 2489.0 2437.7 2342.4 2039.9 1559.1 779.1 1400 2385.5 2434.6 2464.0 2479.0 2491.6 2504.8 2517.3 2527.1 2535.8 2536.7 2537.2 2537.0 2535.3 2532.5 2528.4 2518.1 2469.5 2381.7 2089.0 1640.9 894.9 134.5 1500 2501.4 2421.0 2138.1 1722.7 1010.3 284.3 ¾ í Ö µ °° Û Ç ô ¾ Õ ¼ Ä Ú Í â 2102.8 2277.4 2112.2 2287.7 2121.7 2298.1 2128.8 2308.2 2136.1 2317.7 2146.0 2324.2 2155.4 2329.7 2152.3 2320.8 2141.8 2302.2 2113.1 2270.4 2058.1 2212.0 1929.5 2080.7 1618.8 1742.1 1023.8 1123.5 195.1 233.0 Ï ±Õ ¼ Ï ß Û Ç ß 2399.0 2451.1 2480.2 2494.5 2506.6 2519.6 2532.0 2541.3 2549.9 2550.0 2550.0 2550.0 2550.0 2550.0 2549.9 2544.8 2501.4 2423.8 2146.0 1742.1 1047.8 345.6 -