外界因素对船舶操纵影响

X w＝Fw cos Yw＝Fw sin
Nw＝Yw xw
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二、水动力与水动力转船力矩
2.水动力系数的数学表达方式
CW
Fw
1 2
WV
2CW
Ld
水动力系数Cw由船模循环水槽试验求得，当船型一定时，Cw表示为：
相对流速一定时，船模在循环水槽中在不同的漂角下测得其受力Fw， 然后用上式计算出Cw的大小，进而得到Cw与漂角之间的函数关系。其有 下列几种表达方式。
第一节 风对操船的影响
一 风动力与风动力转船力矩 二 水动力与水动力转船力矩 三 风致偏转和漂移的规律 四 强风中操船的保向界限简介
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一、风动力与风动力转船力矩
1.风力及风力矩的计算公式 作用于x,y轴的风力和对重心的风力距为：
F＝
1 2
aV
2aCa
Aa cos2
Ba sin2
将上表数据标绘成曲线，即得水动力系数曲线图，见教材P62
3.水动力作用中心与漂角之间的关系
aw f ( )
L
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二、水动力与水动力转船力矩
水动力作用中心一般用无因次量aw/L表示，其大小也是漂角的函数： 1).曲线表示法见P63 2).水动力作用中心的特点 ① aw/L随着漂角的增大而增大； ② 一般aw/L值为0/25-0.75之间； ③ 尾倾越大，aw/L值越大。 4.水动力角与漂角之间的关系
其中：
－
a
空
气
密
度(1.226k
g
/
m3
)
Ca－风压力系数
Va－相对风速
Aa，Ba－x, y方向的面积投影
－相对风舷角
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一、风动力与风动力转船力矩
作用于x,y轴的风力和对重心的风力距为：
X a＝Fa cos Ya＝Fa sin
Na＝Ya xA
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一、风动力与风动力转船力矩
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二、水动力与水动力转船力矩
1）.列表法 将Cw与漂角之间的对应关系列成表格的方式来表示，如某船的循环水槽
的深水试验结果如下：
β 0 20 40 60 80 90 100 120 140 160 180
Cw
0.2 0.5 0.8 0.9 0.95 0.9 0.8 0.6 0.2
2）.曲线法
水动力角一般用γ表示，其大小也是漂角的函数：
f ()
由于船体水下侧面积形状沿x轴方向变化不大，因此，γ较集中在 90度附近。
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二、水动力与水动力转船力矩
5.水动力系数及水动力距系数的其它表达方式 将风力Fw分解为Xw和Yw，力矩为Nw，则得到三个系数：
CWx
1 2
XW
WV 2Ld
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一、风动力与风动力转船力矩
（4）风力系数的特点 a. 当θ＝0或180时，Ca最小 b. 当θ＝30－40或140－160时, Ca最大 c. 船型不同，Ca曲线分布也不相同。
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一、风动力与风动力转船力矩
3.风力作用中心 一般用无因次量a/L表示，其大小也是风舷角的函数：
f
（1）曲线法 见P68
（2）近似估算法
1
0.1（ 5 1
）
90
0.80（1
90
）3
90
风力角的特点：
a. 风舷角越大，风力角也越大；
b. 除风舷角θ＝0和180之外，风力角α均大于风舷角θ。
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一、风动力与风动力转船力矩
5.风力系数及风力矩系数的其它表达方式 将风力Fa分解为Xa和Ya，力矩为Na，则得到三个系数：
Aa＝C1B2 Ba＝C2L2 C1, C2与船型有关，见P67
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二、水动力与水动力转船力矩
水动力是由于船舶对水有相对运动而产生的水对船舶的作用力，其
大小与船速、漂角等因素有关。与风力的表达方式相似，水动力可由下
式表示：
1.水动力及水动力距的计算公式
FW
1 2
WV
2CW
Ld
作用于x, y轴的水动力和对重心的水动力距为：
a f
L
（1）曲线法 见P68 （2）近似估算法
a 0.291 0.0023
L
风力作用中心的特点： • a/L基本是风舷角的线性函数 • 侧面积在纵向分布决定了风力作用中心的位置。
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一、风动力与风动力转船力矩
4.风力角与风舷角的关系 风力角一般用α表示，其大小也是风舷角的函数：
（2）曲线法 将上表数据标绘成曲线，即得风力系数曲线图，见教材P68。
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一、风动力与风动力转船力矩
（3）近似估算法 当精度要求不太高的情况下，可按照下列近似公式计算：
对于一般货船： Ca＝1.325 0.05cos2 0.35cos4 0.175cos6 对于油轮： Ca＝1.200 0.083cos2 0.25cos4 0.117cos6 对于客船： Ca＝1.142 0.142cos2 0.367cos4 0.133cos6
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一、ຫໍສະໝຸດ Baidu动力与风动力转船力矩
（1）列表法 将Ca与风舷角之间的对应关系列成表格的方式来表示，如某船的风洞试
验结果如下：
θ 0 20 40 60 80 90 100 120 140 160 180 Ca 0.50 1.10 1.35 1.30 1.05 1.00 1.05 1.30 1.35 1.20 0.60
Cax
1 2
Xa
aVa 2 Aa
Cay
1 2
Ya
aVa 2 Ba
CaN
1 2
Xa
aVa 2 Ba L
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一、风动力与风动力转船力矩
6.船舶受风面积的估算 一般情况下，船舶正面和侧面受风面积应从船舶资料中查找。如果
船舶资料不全或无资料可查，在精度要求不高的情况下，可通过近似计 算求得：
2.风力系数的表达方式及其特点 风力系数Ca由船模风洞试验求得，当船模一定时，Ca表示为：
Ca＝
1 2
aVa 2
Fa
Aa cos2 Ba sin 2
风速一定时，船模在风洞中在不同的风舷角下测得其受力Fa，然后
用上式计算出Ca的大小，进而得到Ca与风舷角之间的函数关系。其有下
列几种表达方式。
CWy
1 2
YW
WV 2Ld
CWN
1 2
XW
WV 2 L2d
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三 风致偏转和漂移的规律
1. 风中偏转分析方法 分析船舶风中偏转规律必须知道以下条件： 船舶本身条件： 上层建筑形状、面积、船舶运动状态（系泊、锚泊或航行）、水下侧面
积形状等。 外界条件： 风向、风速、相对流速、相对流向、水深等。 综合上述条件，我们可以得出转船合外力距的大小及其方向，进而可以