船舶静力学试题

2005 年船舶静力学试题
一、填空题（2分*10 = 20分）
1．通常采用的船长有三种，即：_____________________________________。

2．在船舶静水力性能计算中一般采用的船长是：_______________________。

3．干舷的定义是：在船侧船中横剖面处自_______至__________的垂直距离。

4．菱形系数是船体设计水线下的____________与___________________之比。

5．船舶的一般浮态可用__________、__________和_______三个参数来表示。

6．稳性衡准数的定义是__________________和_____________________之比。

7．浮性是指船舶在一定装载情况下_____________________________的能力。

8．稳性的定义是_____________________________________________的能力。

9．___________________________________________________叫做复原力矩。

10．___________________________________________________称为复原力矩。

二、简答题（4分*5 = 20分）
1．横稳性高于纵稳性高
2．漂心与浮心
3．设计水线长与垂线间长
4．静稳性曲线与动稳性曲线
5．稳性消失角与进水角
三、论述题（10分*5 = 50分）
1．每厘米吃水吨数和每厘米纵倾力矩的定义以及各自的用途，举例说明。

2．提高数值积分精确度的办法有哪些？并作图说明梯形法、辛浦生法对曲线端点曲率变化较大时如何处理？
3．如何应用邦戎曲线计算船舶具有纵倾浮态下的排水体积V和浮心位置（X b、Z b）4．如何利用动稳性曲线求考虑波浪横摇角时的极限动倾力矩和极限东倾角？
5．自由液面对船舶稳性的影响如何？减少自由液面影响的办法有哪些？
四、证明题（20分）
1．设船舶原正浮状态，吃水为d，排水量为Δ，水线面面积为A W，漂心纵坐标为x F，初稳性高为GM，海水比重为w。

试证明把小量载荷装在后新的初稳性高G1M1为
G1M1= GM + p/Δ+p (d + p/2wA W - Z – GM)
五、计算题（25分+15分= 40分）
1．已知某长方形船的船长L=100m，船宽B=12m，吃水d=6m，重心垂向坐标z G=3.6m，该船的中纵剖面两边各有一淡水舱，其尺度为：长l=10m，宽b=6m，深a=4m。

在
初始状态两舱都装满了淡水。

（海水比重1.025t/m3，结果保留三位小数）试问：
（1）在右边淡水舱舱内的淡水耗去一半时船的横倾角；
（2）如果要消去横倾，那么船上x2=8m，y2= - 4处的60吨货物应移至何处？
2．已知某内河船的主要尺度和要素为：船长L=58m，船宽B=9.6m，首吃水d F=1.0m，尾吃水d a=1.3m，方形系数C b=0.72，纵稳性高GM L=65m，为了通过浅水航道，必须
移动船内的某些货物，使船处于平浮状态，假定货物从尾至首最大的移动距离为
l=23.0m，求必须移动的货物重量。

（结果保留三位小数）
一、填空题（2分*10=20分）
1．船舶的浮性是指船舶在一定装载情况下具有_______________________的能力。

2．船舶的浮态是指船舶在静水中平衡时____________________________________。

3．描述船舶浮态时，通常采用固定在船体上的直角坐标系，坐标原点为_____________________的交点，x轴的正方向指向_____________，y轴的正方向
指向__________________，z轴的正方向指向_____________________________。

4．方形系数是船体设计水线下的__________________与__________________之比。

5．菱形系数是船体设计水线下的__________________与__________________之比。

6．每厘米纵倾力矩是指__________________________________所需要的纵倾力矩。

7．船舶在动力作用下倾斜产生的________________________________称为动倾角。

8．________________________________________________________叫做倾斜力矩。

9．________________________________________________________叫做复原力矩。

10．___________________________________________________称为邦戎曲线。

二、简答题（4分*5=20分）
1．横稳心半径与纵稳心半径
2．横摇角与进水角
3．稳性插值曲线与静稳性曲线
4．设计水线长与垂线间长
5．水线面系数与中横剖面系数
三、论述题（10分*5=50分）
1．计算初稳性高度时为何要进行自由液面修正？如何进行修正？
2．如何按规范法进行自由液面对静稳性的修正？
3．假设某船的静水力曲线已求得，如何计算给定装载状态下的浮态和初稳性？
4．倾斜试验的目的是什么？假定倾斜试验时船舶正浮于某一水线，如何求出试验状态时的排水量和重心高度？
5．如何利用动稳性曲线求考虑波浪横摇角时的极限动倾力矩和极限动倾角？
四、证明题（10分*2=20分）
1．船舶横倾某一大倾角度θ时浮心坐标为（Y cθ,Z cθ），假定此时船舶的重心高度为Z g。

证明船舶在该位置时重心G到浮力作用线的垂直距离GZ为：
GZ=Y cθ* Cosθ– (Z g-Z Cθ)* Sinθ（要求画出简图）
2．证明船舶等体积横倾一微小角度时，横稳心半径为r = I x / V 。

（其中I x为正浮水线面对通过漂心的纵轴的惯性矩，V为排水体积）
五、计算题
1．某方形船初始正浮于静水海面上，船长100m，船宽20m，吃水5m。

船的重心高度距底7m。

在船中横剖面处，距底10m，距中心线横向坐标为8.034m的地方装上100t
重物，求装载后船的浮态。

（计算结果保留三位小数）
2．设船上有一水舱，把舱长分成4等分，等分间距l=0.5m，其等分点处断面面积分别为 2.75m2，4.25m2，4.90m2，4.85m2，4.05m2，分别用梯形法和辛浦生法求该水舱
的容积。

（计算结果保留两位小数）
一、填空题(2分*10=20分)
1．首垂线是通过____________________________________所作的垂线。

2．尾垂线是通过____________________________________所作的垂线，如果无舵柱则取______________________________________________为尾垂线。

3．垂线间长是______________________________________之间的水平距离。

4．方形系数是船体设计水线下的____________________与__________________之比。

5．菱形系数是船体设计水线下的____________________与__________________之比。

6．________________________________________________称为纵倾值。

7．重心移动原理的内容是：整个物体重心移动的方向______________________；整个物体的重量乘以该重心移动的距离等于___________________________________。

8．稳性衡准数的定义是____________________________和_________________之比。

9．每厘米纵倾力矩是指___________________________________所需要的纵倾力矩。

10．船舶在动力作用下倾斜产生的_____________________________称为动倾角。

二、简答题（4分*5=20分）
1．空载出港与空载到港
2．静稳性特点与动稳性特点
3．静稳性曲线与动稳性曲线
4．稳性消失角与进水角
5．邦戎曲线与稳性插值曲线
三、论述题（10分*5=50分）
1．什么是船舶静水力曲线？它包括哪几种性质的曲线？各自又包括哪些曲线？静水力曲线有什么用途？
2．如何求进水角曲线？该曲线有什么用途？
3．给出船舶某一装载状态下的重量和重心坐标，如何求该装载状态下的浮性和初稳性？（假设该船型的静水力曲线已求得，舱内存在未装满的液体舱）4．自由液面对静稳性曲线影响的计算原理。

5．船舶回复能力是如何形成的？
四、证明题（10分*2=20分）
1．证明：C B = C P * C M
（其中为方形系数，为菱形系数，为中横剖面系数）
2．证明：TPC = γ*A W / 100 (t/cm)
(其中，TPC为每厘米吃水吨数，γ为水的重量密度t/cm，A W为水线面面积)
五、计算题（10分*4=40分）
1．某船船长L=100m横断面形状为梯形且沿船长不变，设计水线处宽B=10m,吃水d=6m。

求横稳心半径BM和纵稳心半径BM L。

（计算结果保留两位小数）（图省略了啊）
2．设船上有一水舱，把舱长分成4等分，等分间距l=0.5m，其等分点处断面面积分别为2.75m2，4.25m2，4.90m2，4.85m2，4.05m2，求该水舱的容积。

（用梯形法,计算结果保留两位小数）
3．某船船长L PP=120m，设计状态的首尾吃水分别为T F=7.2m，T A=7.6m，（即龙骨线不平行于基线），排水量Δ=10580t，其浮心垂向坐标Z C=3.84m，纵稳心半径R=125.64m，重心垂向坐标Z g=6.56m，漂心X f=0。

当船上有一重物p=100t，从船
尾移向船首，移动距离为l=60m，求此时船的首尾吃水是多少？（计算结果保留两
位小数）
4．船长L=100m，船宽B=15m，型深D=10m的箱形船，正浮于吃水d=6m的海水中。

船舶的重心距离船底KG=7m。

现将p=1000t的货物装到船中前x=10m，距船底z=4m
的船中线面位置上。

求装载后的浮态。

2002年船舶静力学试题
一、填空题（2分*10=20分）
1．梯形法近似计算的基本原理是用______________线近似地代替_____________线。

辛浦生法近似计算的基本原理是用____________线近似地代替_____________线。

2．描述船舶的浮态时，通常采用固定在船体上的直角坐标系，坐标原点为____________的交点，x轴的正方向指向____________，y轴的正方向指向
__________，z轴的正方向指向___________。

3．船舶作微小角度倾斜时，其等体积倾斜轴线必然通过_______________。

4．重心移动原理的内容是，整个物体重心移动的方向____________________；整个物体的重量乘以该重心移动的距离等于_____________________________。

5．船正浮于某一吃水面时，稳心半径等于_________________除以________________。

6．___________________________________________________称为纵倾值。

7．自由液面的影响导致___________________________________________。

8．初稳性高度是____________________________减去_________________。

9．船舶在动力作用下倾斜产生的_________________________称为动倾角。

10．回复力矩是衡量船舶静稳性的重要指标，回复力矩所作的功是衡量_____________________的重要指标。

二、简答题（4分*5=20分）
1．方形系数与菱形系数
2．每厘米吃水吨数与每厘米纵倾力矩
3．首垂线与首舷弧高度
4．满载出港与满载到港
5．极限静倾角与极限动倾角
三、论述题（10分*3=30分）
1．已知空船重量和重心，如何求给定某一装载状态下的浮态和初稳性。

（假设该船型的静水力曲线已求得，舱内存在未装满的液体舱）
2．某船型的稳性插值曲线和进水角曲线已求得，如何计算给定的某一装载状态的稳性衡准数K，最大静稳性臂和稳性消失角。

（假定该装载状态下的横摇角给出）3．倾斜试验的目的是什么？假定倾斜试验时船舶静浮于某一水线，如何求出试验状态时的排水量和重心高度。

四、证明题（5分*2=10分）
1．dx c/dz = S(z)/V(z) [ x f (z) - x c (z) ]
式中x c (z)，x f (z)分别为任意吃水z处的浮心和漂心的纵向坐标，V(z)，S(z)分别为
任意吃水z处的排水体积和水线面面积。

（证明时画出草图，标上符号）
2．Z C1 = T1 - ∫0T V(Z)dz / V1
式中T1为某一吃水，V1，Z C1分别为吃水T1时的排水体积和浮心垂向坐标。

V(Z)为排水体积曲线。

（证明时画出草图，标上符号）
五、计算题（10分*2 = 20分）
1．某船的船长L=164m，宽B=19.7m，方形系数C b=0.50，满载水线面系数C W=0.73，在海水中（γ1=1.025t/m3）的平均吃水T1=8.2m，求船前进到淡水中（γ2=1.000t/m3）的平均吃水T2。

2．某方形船初始正浮于静水海面上，船长100m，船宽20m，吃水5m。

船的重心高度距底10m，距中心线横向坐标为y的地方装上100t重物后船平衡时横倾tanθ=
0.037。

求该重物装载的横向位置y。

2001年船舶静力学试题
一、解答下列各题（30分）
1．名词术语解释
每厘米吃水吨数；每厘米纵倾力矩；纵稳性高度；动倾角；进水角
2．给出表达式（公式中各符号需说明起代表的意义）
已知平均吃水和纵倾值求首尾吃水：
船在某一吃水T时在漂心X F位置上增加小量载荷p后求新的平均吃水：
在漂心的垂直线上卸去重量为p的小量载荷，引起的纵倾：
倾斜试验时横向移动重物后测出产生的横倾角，此时船的初稳性高度
二、回答以下问题（30分）
1．何谓稳性插值曲线？如何利用稳性插值曲线求给定装载状态下的静稳性曲线？
2．给定某一装载状态，如何求船舶的浮态？（假定景水力曲线已求得）
3．如何利用静稳性曲线求正浮位置以及考虑波浪横摇角时的极限动倾力矩，极限动倾角？
4．设船舶正浮于吃水为T的静水海面上，此时的初稳性高度为h，现要将一重物p装在船上，问装在距基线多高的位置Z0时，船舶的初稳性高度保持不变？
5．为什么用初稳性高度作为衡量船舶初稳性的重要指标？
三、证明题（10分）
船舶横倾某一大倾角度θ时浮心坐标为Y Cθ，Z Cθ，假定此时船舶的重心为Z g，证明船舶在该位置时的重心到浮力作用线的垂直距离GZ为：
GZ = Y Cθ * Cosθ– (Z g - Z Cθ) * Sinθ (要求画出简图)
四、计算题（30分）
1．某箱形双体船横剖面如图所示，其重心在基线以上3.875米处，吃水T=2.0米，如果要求初稳性高h≥2米，试问两单体中心线相隔的距离d的最小值为多少？（课
后题3-7 今年考题）
2．某箱形船长L=100m，宽B=18m，型深D=9m，正浮于静水海面上，吃水T=6m，此时重心垂向坐标高度Z g=5m。

船长中央部船底有左右对称两个箱形压载水舱，舱
长l=12m，舱宽b=9m，舱深d=4m，舱内装有未满的海水。

现将船底的某一重物
p=240t，向上方移动Δz=9m，再向左舷移动Δy=8.5m，求移动后船的浮态。

（计算
结果保留到小数点后三位）
2000年船舶静力学试题
一、解答下列各题（30分）
1．名词术语解释：
浮性；浮态；空船重量；纵倾值；浮心曲线
2．给出表达式（公式中各符号需说明起代表的意义）
梯形法近似积分公式：
每厘米吃水吨数：
纵稳性高度：
重物p向左舷水平移动l距离，引起的横倾tanθ:
正浮状态吃水为T，按纵向计算系统求浮心的垂向坐标：
二、回答下列问题（30分）
1．如何判断船舶是否处于稳定平衡？
2．为什么纵向稳性要比横向稳性高的多？
3．如何计算进水角曲线？
4．如何求风浪联合作用下并考虑进水角时的极限倾覆力矩和极限动倾角？
5．如何通过倾斜试验计算船舶在实验状态时的排水量和重心高度？
三、证明题（10分）
船舶等体积横倾一位小角度时，横稳心半径为r=I x/V。

（其中，I x为正浮水线面对通过漂心的纵轴的惯性矩，V为排水体积）
四、计算题（30分）
1．某船船长L pp=120m，设计状态的首尾吃水分别为T F=7.2m，T A=7.6m（即龙骨线不平行于基线），排水量Δ=10580t，其浮心垂向坐标Z C=3.84m，纵稳心半径R=125.64m，重心垂向坐标Z g=6.56m，漂心x f=0。

当船上有一重物p=100t，从船尾移向船首，其
移动距离为l=60m，求此时船的首尾吃水为多少？（计算结果保留两位小数）2．某船的长L=100m，宽B=12m，吃水T=3.5m，方形系数C b=0.55，水线面积系数C W=0.70，初稳性高度h=0.60m。

船底部双层底的某个舱内装满燃油。

该油舱的形状为方形。

其尺度为：长l=10m，宽b=8m，深d=1.2m，试求燃油消耗一半后该船的初稳性高度。

（海水密度r=1.025t/m3,燃油密度r1=0.85t/m3。

）（图略）
1999年船舶静力学试题
一、解答下列各题（30分）
1．名词术语解释
静稳性；动稳性；稳定平衡状态；浮态及浮态参数；进水角
2．给出表达式（公式中各符号需说明起代表的意义）
自由液面对初稳性高的修正值：
横稳心垂向坐标：
纵稳心半径：
每厘米纵倾力矩：
重物p向船首方向纵向移动l距离，引起的纵倾角正切
二、简答题（15分）
1．船舶的平衡条件及船舶处于任意浮态时的平衡方程。

2．船舶的回复能力是如何形成的？
3．利用稳性插值曲线求静稳性曲线的方法
三、证明（15分）
1．船舶作微小角度倾斜时，其等体积倾斜水线必然通过元水线面的漂心。

2．船上有未装满的液体舱时，考虑自由液面影响后初稳性高度h1 = h –γ1I x/Δ
四、计算题（20分）
1．现有长为4m断面为等腰三角形的木材，重量密度为0.5t/m3浮于淡水上。

求该浮态下的横稳心半径为多少？（图见课后题）
2．某长方形船的船长L=100m，船宽18m，型深9m，正浮漂浮与吃水为6m的海平面上，此时在船中央底部有装有一半海水的长方形舱，该舱长12m，宽18m，高6m，船的重心高度为5m。

现把一重物p=240t，向上移9m，横向向右移动8.5m求移动
后船的横倾角tgθ。

五、用图说明以下各项的求法（20分）
1．分别求某一横倾力矩M f(M f<M fmax) 静力作用和动力作用于船体时，使船产生的横倾角。

2．船舶能承受的极限静倾力矩和极限静倾角。

3．船舶计入进水角的影响，横摇至最大摆幅时的极限动倾力矩和极限动倾角。