毕业答辩——船舶操纵性与耐波性
重庆交通大学操纵性与耐波性总结
重庆交通大学操纵性与耐波性总结操纵性1.船舶操纵性定义及研究内容操纵性：船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能。
即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。
研究内容：航向稳定性、回转性、转首性及跟从性、停船性能。
2.船舶附加质量的含义及与物理质量比例的大致范围附加质量：附加惯性力与船的加速度成比例，其比例系数称为附加质量。
（作不定常运动的船舶，除了船体本身受到与加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度，根据作用与反作用原理，水对船体存在反作用力，这个反作用力称为附加惯性力。
）附加质量：m x ≈（0.05~0.15）m m y ≈m z ≈（0.9~1.2）m附加惯性矩Jxx ≈（0.05~0.15）Izz Jyy ≈（1~2）Izz Jzz ≈Iyy I 是质量惯性矩3.漂角、航向角和水动力中心的含义漂角：船舶重心处的速度矢量→V 与x 轴正方向的交角称为漂角β。
并规定速度矢量转向x 轴顺时针方向为正。
航向角：船首指向的方向和船舶在水面上的真实轨迹之间的夹角。
4动坐标系统速度转换到大地坐标系统公式：φφsin cos 00Y X X +=φφsin cos 00X Y Y -=5、线性水动力导数Yv,Nv,Yr,Nr 的物理意义水动力的位置导数Yv 是一个较大的负值。
水动力力矩的位置导数Nv 是一个不大的负值。
指的是v 引起的升力系数/力矩系数水动力的旋转导数Yr 的绝对值不是很大，其符号由船型决定，可正可负。
水动力矩的旋转导数Nr 是一个很大的负值。
指的是r 引起的水动力系数/水动力矩系数6、线/角加速度水动力导数的物理意义及数值大小判断水动力的线加速度导数.V Y 是一个相当大的负值。
指的是附加质量水动力矩的线加速度导数.V N 是一个不大的数值，其符号取决于船型。
指的是由V ?引起的附加惯性力矩系数水动力的角加速度.rY 是一个较小的值，其符号取决于船型水动力矩的角加速度导数.r N 是一个很大的负值。
船舶与海洋工程性能试验技术：6 操纵性与耐波性试验
2．Z形试验
目的是模拟船舶不断小舵角操纵的情况,能较好 地分析船舶的转首性和方向稳定性。也可以预报K T指数。
（1）试验船模放于适当的位置，启动船模作直线航 行；
（2）待达到稳定的航速 V时，迅速操舵转至右10°。 船模便开始实现Z形运动，待首向角向右达到10° 时，又自动切换舵角至左10°，待首向角向左达到 10°时，又自动切换舵角至右10°，如此反复操舵， 便可得出舵角δ与首向角ψ随时间t的变化曲线，通 常当首向角ψ曲线出现三个峰值后便完成了Z形试 验。
(T )
(n k)
T T kT n k T
nn
由上得
Rx
(
kT n
)
n
1
k
nk
[x(ti )
i 1
m1 (
)][ x(xik
)
m1 (
' )]
式中
m1 m1
( (
) ')
1 nk n k i1 x(ti )
1n
n
k
x(ti
i 1 k
)
把相关函数Rx ( )表示成标准相关函数 rx ( ) 为
试验原理
▪ 几何相似 ▪ 运动相似:螺旋桨和舵的角速度、角加速度
很难保证相似(主机、舵机特性不相似) ▪ 动力学相似：直航傅汝德相似，机动状态
的动力学相似都比较难以满足.
试验操作人员通过遥控发射器发出控制信号，船模 上的接收器收到信号后把信息输入指令分配箱，对主 机、舵的动作进行控制，实现船模在水池中加速、减 速和改变航向等各种操纵运动。图1是操纵试验船模及 其测试设备布置的示意图。
T1，T2，T3称为转首滞后，是 指舵角δ回复到0°时刻至最大转 首角时的时间间隔，表示在零 舵角之后出现零角速度的时间 滞后， T小表示船的跟从性好， 是衡量跟从性的一个量度。
耐波性论文
关于耐波性理论的一些浅见【摘要】船舶动力学的研究历来是由两个主要理论：操纵性和耐波性。
船舶在海水中的航行必将伴随波浪，耐波性的研究对于保证船舶的安全，维持船舶工作时环境的稳定，保证其功能，都具有重大的意义。
【关键词】耐波性理论;船舶动力学;流体力学;运动;操纵性【前言】耐波性能力的措施1976 年，St.Denis提出描述耐波性能所需的四个主要条件。
这些都是:使命: 什么船将要完成的目标。
这艘船在海上的作用。
环境: 条件下，这艘船操作。
这可以称为海况、风速、地理区域或它们的组合。
船舶的反应: 这艘船对环境条件的响应。
反应是环境和容器特性的函数。
耐波性能标准: 船上的响应的既定的限制。
这些都基于船舶运动和经历，加速度，包括舒适标准，例如噪音、振动和晕船、如非自愿的速度减少，基于性能值和可观察到的现象，如弓浸泡。
显然，钻探和一艘渡轮有着不同的任务，在不同的环境下运作。
性能标准也会不同。
都可算是适航，虽然出于不同的原因，根据不同的标准。
在船舶设计中，先确定船舶在波浪中的行为是重要的。
这可以通过计算，发现通过物理模型测试，最终测量船上的船只。
计算可以简单的形状如矩形驳船进行解析，但需要由计算机进行任何现实形船。
一些这些计算或模型试验的结果称为响应振幅运算符(RAO) 的传递函数。
浮动结构他们将需要所有六个运动和所有相对波标题计算。
一影响耐波性因素：以下许多因素会影响耐波性或更正确的船响应。
大小: 更大的船一般会比一个较小的低运动。
这是因为海浪的相对与船舶的大小更低。
位移: 重船一般会降低运动，要比一个轻一点。
既然波的能量每艘船舶是相同的，并提供激振力，具有更大质量的船将有较低的加速度。
稳定性: 稳定的船舶会倾向于跟随波的配置更接近于一个不稳定的。
这意味着一个更稳定的船舶一般有较高的加速度，但较低的振幅的运动。
干舷: 更大的船的干舷是不太可能出现在巨大的甲板上。
甲板浸水往往是耐波性标准，因为它会影响一些船只的任务能力。
船舶操纵性与耐波性总结
船舶操纵性：是指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变其航速、航向和位置的能力。
航向稳定性：表示船舶在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后能保持其原有平衡状态的性能。
回转性：表示船舶在一定舵角作用下作圆弧运动的性能。
转首性：表示船舶应舵转首并迅速进入新的稳定状态的性能. 运动稳定性与机动性制约：小舵角下的航向保持性 、中舵角下的航向机动性 、大舵角下的紧急规避性固定与运动坐标系的关系：漂角：速度V 与OX 轴正方向的夹角β。
舵角：舵与OX 轴之间的夹角δ。
舵速角：重心瞬时速度矢量与O 0X 0轴之间的夹角ψ0。
线性水动力导数意义：船舶作匀速直线运动，在其他参数不变时，改变某一运动参数所引起的作用于船舶的水动力或矩对该参数的变化率。
水动力导数：Xu= Yu= 通常可称对线速度分量u 的导数为线性速度导数．如：Xu 等。
对横向速度分量v 的导数为位置导数，如：Yv 、Nv 等。
对回转角速度r 的导数为旋转导数，如：Nr 、Yr 等。
对各加速度分量和角加速度分量的导数为加速度导数Xu 。
，对舵角δ的导数为控制导数，如：Y δ等。
稳定性：对处于定常运动状态的物体(或系统)，若受到极小的外界干扰作用而偏离原定常运动状态；当干扰去除后，经过一定的过渡过程，看是否具有回复到原定常运动状态的能力。
若能回复，则称原运动状态是稳定的。
直线稳定性：船舶受到瞬时扰动以后，重心轨迹最终恢复成为一条直线,但航向发生了变化。
方向稳定性：船舶受到的瞬时扰动消失以后，重心轨迹最终成为原航线平行的另一直线。
位置稳定性：船舶受到瞬时扰动，当扰动消失以后，重心轨迹最终恢复成为与原来航线的延长线。
稳定衡准数:C=-Y V (mx G u 1-N r )+N V （mu 1-Y r ）；C>0 表示船舶在水平面的运动具有直线稳定性；C<0 则不具有直线稳定性。
影响航向稳定性的因素：(1)为改善其航向稳定性，应使Nr 、Yv 二者的负值增加，从C 的表达式可见，此二者之乘积的正值就越大，显然有利于改善稳定性。
《船舶设计原理》部分答案
1基本概念：绿色设计思想：减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，又要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。
船舶绿色设计：利用绿色设计基本思想，设计出资源省，能耗低，无污染，效益高的绿色船型。
能效设计指数试航速度：是指满载时主机在最大持续功率前提下，新船于静，深水中测得的速度。
服务速度：是指船在一定的功率储备下新船满载所能达到的速度。
续航力：一般是指在规定的航速和主机功率情况下，船一次所带的燃油可供连续航行的距离。
自持力：是指船上所带的淡水和食品所能维持的天数。
全新设计法：在没有合适母型船的情况下，往往采用边研究、边试验、边设计的方法母型设计法：在现有船舶中选取与设计船技术性能相近的优秀船舶作为母型船，并在其基础上，根据设计船的特点，运用基本设计原理有所改进和创新的设计方法。
四新：新技术、新设备、新材料、新工艺最小干舷船：对载运积载因数小的重货船，其干舷可为最小干舷，并据此来确定型深D ，这类船称为最小干舷船。
富裕干舷船：对载运积载因数大的轻货船，按最小干舷所确定的D ，其舱容往DWTV E E EEDI ref ⨯-=节能装置设备消耗往不能满足货舱容积的要求，因而D需根据舱容来定，从而实际干舷大于最小干舷，这类船称为富裕干舷船。
结构吃水：如结构按最大装载吃水设计，则此时的吃水称为结构吃水。
出港：到港：载重型船：运输船舶中，载重量占排水量较大的船舶，如散货船、油船等。
这类船对载重量和舱容的要求是确定船舶主尺度是考虑的主要因素。
布置型船：船舶主尺度由所需的布置地位决定，而载重量不作为主要因素考虑的一类船舶。
如客船等。
舱容要素曲线：是指液体舱的容积、容积形心垂向和纵向坐标、自由液面对通过其中心纵轴的惯性矩等随液面不同而变化的曲线。
容量方程：吨位：船舶登记吨位（RT）：是指国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则核定的吨位，包括总吨位和净吨位。
⒈总吨位（GT）：是以全船围蔽处所的总容积（除去免除处所）来量计，它表征船的大小。
船舶操纵性与耐波性简介第四章自由自航船舶操纵性试验
– 应尽可能接近大多数船舶实际航行中经常遇到 的操纵情况，或具有重要意义的情况，使由此
第四章 自由自航船舶操纵性试验
《船舶操纵性与耐波性》课件
– 应便于对所得的结果进行理论上的分析，从而取 得有普遍意义的特征参数。
回转试验结果分析
《船舶操纵性与耐波性》课件
• 对回转试验的结果可按回转性一节所述进 行分析。
– 在各种状态下测得的回转轨迹图上，直接量出 特征参数，如:纵距、正横距、战术直径、定常
回转直径V 0。/ u 1从航速和角速度测量中可求得回转 速量降中可得 到d及定定常常回回转转横角倾速角度r0。和从0 最横大倾动角力的横测
图4-2 (a)
光学跟踪的绕标方法
《船舶操纵性与耐波性》课件
• 设首、尾两测向仪离重心点G 的距离分别为LA、LB，则二测 角仪间距离L0为:
L0 LALB
• 在图上任取一点O，作直线Ox0 ，并取其为船舶初始航线。按 一定的比例尺，以O为圆心，L0 为半径作圆。各时刻tj 船舶重 心点位置作图如下:
– 应便于进行试验操作和对所需数据的观测。
• 实船与船模通过这些标准的操纵性试验，求
取操纵指数(如 K、T等)，或直接根据所得的
试验曲线的形式以判定其操纵性的优劣
• 主要的试验有：回转试验、螺线及逆螺线试 验、回舵试验、Z形试验、变首向试验、频率 响应试验以及关于启动、停车、倒退等的专 门试验
4.1 回转试验
光学跟踪的绕标方法结果精确，但 需在试验水域设置浮标，不方便。
图4-2(b)
《船舶操纵性与耐波性》课件
船舶操纵与耐波性试卷答案
二、舵的分类如何 舵可分为普通舵和特种舵，普通舵都是被动舵。普通舵是指在有来流速度作用下才
产生舵力和转船力矩，没有来流速度就没有舵效。 根据舵的支承情况，可分为：多支承舵、双支承舵、半悬挂舵和悬挂舵四种。 根据舵的剖面形状，可分为：平板舵和流线型舵。 根据舵杆在舵宽度上的位置，可分为：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。
4
3
舵的水动力系数表示式如下：
合力系数 升力系数 阻力系数
C
=
P
1 2
ρ
A v2
Cy =
Py
1 2
ρ
A v2
Cx =Leabharlann Px1 2ρA
v2
法向力系数 切向力系数 水动力矩系数
CN=
1 2
P ρ
N
A
v2
CT =
PT
1 2
ρ
A v2
CM=
PM
1 2
ρ
A v2
七、写出将船舶复杂运动简化为六个单一方向的运动微分方程
4 ) 、 回 转 初 径 D t：自 原 航 向 至 船 重 心 改 变 为 1 8 0 ° 时 重 心 的 横 移 距 离 。 5)、 定 常 回 转 直 径 D： 船 舶 稳 定 圆 航 时 重 心 轨 迹 的 直 径。 5、 回 转 能 力 回 转 能 力 由 实 验 确 定， 船 舶 以 满 舵 （ 左 右 舷 35° ） 回 转 时 ， 回 转 圈 的 纵 距 应 不 超 过 4.5L（ L为 船 长 ） ， 战 术 直 径 应 不 超 过 5.0船 长。 6、 舵 面 积 舵面积是指未转动的舵叶轮廓在中纵剖面上的投影面积。 7、舵 高 舵高为沿舵杆轴线方向，舵叶上缘至下缘的垂直距离。 8、舵 宽 舵宽为舵叶前、后缘之间的水平距离。对于矩形舵，舵宽为各剖面弦长，对于非 矩形舵为平均舵宽。 9、 展 弦 比 对于矩形舵，展宽比为舵高与舵宽之比。 10、 淌 水舵 淌水舵是指没有与船体和浆配合时的单独舵叫淌水舵。
船舶耐波性与操纵性
（4）由于摇摆尤其是纵摇和升沉运动，不仅 使阻力增加，而且使推进器的效率降低，导致 航速严重下降，称为船舶失速。严重的纵摇运 动会使推进器露出水面，因负荷猛然减小，主 机转速突增，称为飞车，可能损坏主机。为避 免飞车现象的产生，往往人为的降低主机转速 而使航速下降； （5）引起乘员晕船，工作条件恶化； （6）由于横摇运动而影响机器设备及航海仪 器的正常运转和使用。
轻 浪 中 浪 大 浪 巨 浪 狂 浪 怒 涛 汹 涛 罕见
过剧摇摆引起的后果
（1）由于过剧的摇摆和产生额外惯性力的结 果，是固定不良的或散装的货物移动，可能迫 使船舶过分倾斜而倾覆； （2）由于纵摇和升沉运动产生的附加应力导 致船体折断或局部损坏； （3）由于船舷或船舶首、尾淹没在波面下而 使加班进水；
耐波性
耐波性就是指船舶在波浪上克服摇摆等运动的 性能。 摇摆及升沉运动越缓和，摇摆越小，船舶的耐 波性越佳。 横摇周期 横摇与初稳性的关系
改善耐波性的若干措施
舭龙骨 舭龙骨长度占船长的 25%-75% 舭龙骨能够在上下产生 漩涡，从而增大摇荡运 动时候的阻尼，减少摇 荡运动
船舷 减摇水舱
海水
舭龙骨
舭部 船底
改善耐波性的若干措施
减摇鳍
改善耐波性的若干措施
减摇鳍
改善耐波性的若干措施
减摇水舱
通气阀门 减摇水舱
海水
减摇水舱示意图
改善耐波性的若干措施
陀螺减摇装置
陀螺减摇装置亦有被动式和主动式之分。
第八节 操纵性
所谓船舶操纵性是指船在航行过程中能保持或 改变航速、航向和位置的性能。
船 舶 概 论
山东海事职业学院 山东海事职业学院
船舶耐波性总结2讲解
船舶耐波性总结第一章耐波性概述一、海浪的描述、、。
船舶耐波性是船舶在波浪中运动特性的统称，它包括船舶在波浪中所产生的各种摇荡运动以及由这些运动引起的抨击、飞溅、上浪、失速、螺旋桨飞车和波浪弯矩变化等性能，直接影响船舶在风浪作用下维持正常功能的能力。
二、6个自由度的摇荡运动船舶任意时刻的运动可以分解为在Oxyz坐标系内船舶中心G沿三个坐标轴的直线运动及船体绕三个坐标轴的转动。
而这些运动中又有直线运动和往复运动垂荡对船舶航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要内容。
船舶摇荡是指船舶在风浪作用下产生的摇荡运动，他们的共同特点是在平衡位置附近做周期性的震荡作用。
产生何种摇荡运动形式取决于船首方向与风浪船舶方向之间的夹角，称为遭遇浪向。
三、动力响应船舶耐波性是船舶在风浪中性能的总的反应，它主要包括船舶摇荡、砰击、上浪、失速、螺旋桨飞车。
剧烈的横摇、纵摇和垂荡对船舶产生一系列有害的影响，甚至引起惨重后果，主要表现在以下三个方面：1）、对适居性的影响；2）、对航行使用性的影响；3）、对安全性的影响；船舶在风浪中产生摇荡运动时，船体本身具有角加速度和线加速度，因此属于非定常运动。
第二章海浪与统计分析2-1 海浪概述风浪的三要素：风速、风时、风区长度。
风浪要素定义：表观波长、表观波幅、表观周期。
充分发展海浪条件：应有足够的风时和风区长度。
海浪分类：风浪、涌浪、近岸浪。
风浪的要素表示方法：统计分析方法。
2-2规则波的特性波面可以用简单的函数表达的波浪称为规则波。
A 0=cos kx -t ξξω（）A k ξξω为波面升高，为波幅，为波数，为波浪圆频率。
在深水条件下，波长T c λ、周期和波速之间存在以下关系 ：≈； 2=1.56T λ； c==1.25T λλ； 2=T πω； 2k=g ω 波浪中水质点的振荡，并没有使水质点向前移动，也没用质量传递。
但是水质点具有速度且有升高，因此波浪具有能量。
余弦波单位波表面积的波浪所具有的能量2A 1E=g 2ρξ2-3不规则波理论基础一、不规则波的基本概念 1、确定性关系和统计关系我们所讨论的不规则波引起的船舶摇荡运动等都是属于统计规律范畴之内的。
船舶操纵与耐波
操纵性是指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。
包括以下四个方面：①航向稳定性：舶在水平面内运动受到扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后，保持原有航向运动的性能。
②回转性：船舶应舵作圆弧运动的性能。
③转首及跟从性：船舶应舵转首及迅速进入新的稳定运动状态的性能。
④停船性能：船舶对惯性停船和倒车停船的响应性能。
影响操纵性的因素：船型→水动力性能→操纵性操纵装置控制系统：自动驾驶系统，自动定位系统，自动舵。
2、固有操纵性：不考虑外界环境条件、操舵装置性能、驾驶人员的技术水平等差异所表现的自身固有操纵性——（船、舵）开环操纵性。
3、控制操纵性：考虑上述因素的船舶，在具有操船环境下实操时所表现的操纵性能。
4、操纵装置：舵、转向导管、平旋推进器、主动转向装置。
5、操纵六要素：锚、车、舵、缆、风、流。
6、作不定常运动的船舶，除了船本身受到与加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度，根据作用力与反作用力原理，水对船存在反作用力，这个反作用力称为附加惯性力。
附加惯性力是与船的加速度成比例的，其比例系数称为附加质量。
附加质量与物体本身的形状及运动状态有关。
I xx=∫(x2+y2)dm式中x,y,z是船舶微质量dm在运动坐标系中的坐标。
m运动坐标系：以船舶的重心位置G为原点而固定于船体上的直角坐标系。
首向角：船舶纵剖面与OoXo轴的交角。
航速角：重心瞬时速度矢量与OoXo轴夹角。
枢心：回转时漂角为零点、横向速度为零的点。
船舶重心处的速度矢量V与Gx轴正方向的交角称为漂角β。
船舶在静水中运动时，作用在其上的外力分为两类：一类是由船舶与水之间的相互运动引起的水动力和力矩，另一类是由于其他原因引起的外力，如托缆力、风压力等。
船舶操纵性运动线性方程式：(m−X u)u−X u∆u=0(一般不用)(m−Y v̇)v̇−Y v v−Y ṙṙ+(mu1−Y r)r=Yδδ−N v̇v̇−N v v+(I zz−N ṙ)ṙ−N r r=Nδδ把水动力作为外力，应用牛顿定律建立的数学模型，称为水动力模型。
船舶操纵和耐波性课件
影响船舶操纵性能的因素船舶操纵所需的信息1.船舶实际运动信息：包括船舶位置、航向、航速、转速及其他变化趋势，还应包括各种操纵机器的使用状态以及船舶的其他情况·2.操船环境信息：1.自然环境信息；包括风、流、浪涌的方向和强弱程度，特别是他们对船舶运动造成之影响·2.航道环境信息；包括航道水深及可航宽度，暗礁险滩等碍航物及助航设施·3.交通信息；包括航行水域内的其他船只种类，大小、数量、动态及所载货物等·3.船舶操纵性能信息：包括船舶操纵性能的所有数据·4.船员信息5.法规信息一、影响航向稳定性之因素主要有哪些？1.水深，浅水区，航向稳定性佳，富裕水深UKC（under keel clearance,船底间隙）小，航向稳定性好．2.船长LOA，LOA大，航向稳定性好．舵效恶化程度与LOA平方成正比，LOA愈大，舵效愈差，但保向性好．3.纵倾Trim，Trim大，航向稳定性好．Trim对航向稳定性影响很大，其改变船舶水下侧面积之分布，Trim by Stern航向稳定性佳．满载Even Keel或Trim by Head 航向稳定性差．4.方形系数Cb，Cb大，航向稳定性变小，瘦长型船舶航向稳定性好．5.枢心点PP(Pivot Point)，PP前移，航向稳定性变小．6.船速SP，SP大，保向性佳，SP变大，T值变小．7.舵角，舵角大，T小，航性稳定性好，增大舵面积，航向稳定性变大．8.水流，顺流，保向性变差．9.船艏尖削Cut Up者，船艉有钝材Dead Wood、Skeg者，航向稳定性好．钝材Dead Wood为船艉设计为Transom Stern型，位于龙骨与艉柱间之材料．Skeg桨叶下方之结构，可保护桨叶及舵．二、影响回转性能的因素主要有哪些？1.水线下之船型因素1.方形系数，方形系数较低(长宽比较高之瘦型船)较方形系数较高(长宽比较低之肥型船)，回转性能差．2.水中侧面积形状，整体而言，船艏部分分布面积较大者，将有利于减小回转圈，船艉部分面积较大者，有利于增加航向稳定性，而不利于减小回转圈．球型艏在降低航向稳定性，提高船舶回转性能上有不小之作用，而在低速时又有减小初始回转力矩的作用．船艉有钝材或船艏较为Cut Up的船舶，其回转直径较大．3.舵面积，增加舵面积将会使舵之转船力矩增大，因而提高船舶的回转性能指数，但增加舵面积之同时，亦增加了回转阻矩，提高了船舶航向稳定性，使回转性能指数的增加受到限制，就一定船型之船舶而言，舵面积的大小，在降低回转直径方面，存在一最佳值．2.船舶吃水状态1.吃水，一般船舶均有舵面积比随着吃水增加而降低的趋势，这将导致相应于舵力的回转阻矩增大，使转船力矩减少，另外，随着吃水加深，因货物满载而增加了船舶之惯性，以致于初始回转大大的减慢，因此满载时之纵距将有较大增长．2.纵倾，吃水差改变了船舶水线下船体侧面积分布状态，因而对船舶之回转性能有明显影响，尾倾Trim by Stern回转圈将增大，首倾Trim by Head则相反．3.横倾影响不大，船舶横倾改变了左右两舷吃水状态，船舶向左倾斜，右舷吃水相对减少，船舶向右回转，因偏流角产生之水压力所受阻力相对减少，回转性能增加，回转直径减少，反之右倾时易于向左回转．3.操船方面之影响1.舵角，舵角之改变，不仅影响回转直径之变化，相对的随着回转直径之改变，回转调头所需之时间亦有所不同．2.操舵时间（舵角到位时间），舵自一舷的35度转至另一舷30度的时间应不超过28秒，因此在实际操船中，一般认为从正舵位置至最大舵角35度须时15秒，如在实际操船中，所需时间超过15秒以上时，纵距将受其影响而变大，横距所受影响较小，最终直径则不受影响．3.船速，船速对船舶回转所需时间的长短具有明显的影响，但对回转直径之影响则较为复杂，在一般商船速度范围内，约为18节，船速对回转直径表现不出什么影响，然而当船速低至某一程度，船舶之回转直径将有逐渐加大之趋势，这是由于低速下之舵力转船力矩明显减小，回转性能变差，反之当船速增快时，则由于兴波增强，船艉倾斜加剧，航向稳定性提高，回转性能减低，船舶回转直径亦增大．4.外界环境影响1.水深，船舶在浅水区域内回转时，因回转阻矩增大，回转性能差，航向稳定性变好，回转圈大，2.风、浪、流、涌之影响．三、影响舵效的因素主要有哪些？1.舵角，在临界舵角范围内，与舵角大小成正比．2.舵面积，舵力大小与浸没在水线下舵面积成正比．3.作用于舵面上水流速度平方成正比．4.船艉形状，指水线下船艉．尖艉，水流畅快，舵面受力大，舵灵活．圆艉，水流不畅，舵面受力小，且船移动时，艉部形成空隙，两旁之水涌入，造成极大的追迹流，影响舵的灵活性．5.舵与船艉间隙，船舶操舵后，舵之周围产生压力变化，左右两侧之压力差将波及至船艉两侧，相对的增加了舵的舵力，舵与船艉之间隙愈小，增加量就愈大．6.舵的形状，双板舵的舵效较单板舵佳，舵的高宽比愈大，舵的升力曲线斜率越陡，即以较小的舵角能得到较大的转向力．7.船舶的惯性，重载船应舵较缓，吃水深的船，因受水下阻力较大，船舶的回转亦较慢．8.外力影響，風ヽ浪ヽ流ヽ淺水等因素．9.舵机之性能．五、影响K、T值之因素主要有哪些？1.操舵舵角影响一般船舶，在所操舵角为小舵角时，K、T值并无明显变化，但大型船或VLCC，则由于舵面积比相对较小，小舵角时其K、T值往往为负值，而K、T值随所操舵角的加大，明显降低．2.吃水影响K、T值随吃水之增加而增加，即满载时船舶追随性变差，回转性变好．3.吃水差影响Trim by Stern每增加1%船长，回转直径就增加10%，Trim by Stern增加，K、T值相对减小．4.水深吃水比影响船舶驶入水深不足吃水之2倍之浅水区域，回转性变差，追随性变好，K、T值相对变小．5.船型影响1.方形系数影响方形系数较高，长宽比较低肥型船，具有K、T值较高特性，应舵慢，TC小，航向稳定性差．2.水线下首尾侧面积分布之影响船艉具有较多侧面积之船舶，有利于提升船舶之追随性或航向稳定性，即K、T值都较低．影响回转圈大小的因素有哪些？影响回转圈大小的因素有方形系数、船体水下侧面积分布、舵角、操舵时间、舵面积比、船速、吃水、吃水差、横倾、螺旋桨的转动方向、浅水影响、风浪流以及污底的影响等。
毕业答辩——船舶操纵性与耐波性
1.什么是船舶耐波性？船舶耐波性是指船舶在波浪扰动下，产生各种摇荡运动、抨击、甲板上浪、失速、螺旋桨出水以及波浪弯矩等，仍能维持一定航速在波浪中安全航行的性能。
（P1）2.什么是有效波面？船宽、吃水相对波长是很小时，可近似认为船是水中一质点，它所受的浮力近似垂直于波面。
当船宽和吃水相对波长为有限尺度时，由于船宽范围内波形曲率的变化以及沿船体水下表面所受到的浮力方向与波面法向不一致，使船受到的总浮力有所减小，同时其浮力作用线是垂直于某一次波面，这一次波面称为有效波面。
（P17）3.船舶阻尼力（矩）按物理性质大致可分为哪三类？兴波阻尼、旋涡阻尼、摩擦阻尼（P8）4.船在水中可能产生六个自由度的摇荡运动，分别是什么运动？横摇、纵摇、首摇、垂荡（升沉）、横荡和纵荡5.研究船舶耐波性用到的三种坐标系是哪三种，可画图说明？空间固定坐标系：该坐标系用来描述海浪；动坐标系Gxbybzb：随船做摇荡运动，坐标原点取在船的重心G上，坐标轴取作与船的中心惯性主轴相重合，Gxb在船中线面与龙骨线平行，向艏为正；Gzb在船中线面内垂直于Gxb，向上为正；Gyb垂直于船的中线面，向右舷为正。
随船移动的平衡坐标系Oxyz：当船在静水中以航速v航行时，该坐标系随船同速前进，Oxy位于静水面上，Ox正向与航速v同向。
当船在波浪上做摇荡运动时，该坐标系不随船做摇荡，仍保持按船的平均速度和原航向前进。
6.船模实验需要满足的相似律有那几个？几何相似、运动相似、动力相似。
（P136-P137）7.什么是船舶摇荡运动的兴波阻尼？（P9）由于船舶运动使水面产生波浪，消耗船本身的能力所造成的阻尼。
傅汝德认为兴波阻尼与速度一次方成比例。
8.目前采用较广泛的减摇装置有哪些？舭龙骨、减摇水舱、减摇鳍（P168）9.什么是有效波面角？有效波面的切线与水平间线间的夹角，恒小于真实波面角。
（P14 p17)10.什么是史密斯效应？波浪下任一点的压力随深度按指数递减的规律，称为“史密斯效应”。
11耐波性、操纵性
2、防摇鳍（Fins）目前效果最好的减摇装置。装于船中两舷 舭部，剖面为机翼形，又称侧舵。通过操纵机构转动减摇鳍， 使水流在上产生作用力，从而形成减摇力矩，减小摇摆。该设 备结构复杂，造价较高，且效果取决于航速，航速越高，效果 越好，故多用于高速船舶。
3、减摇水舱（Anti—rolling tanks）船体内部左右舷连通的U 型或槽形水舱。分为主动式和被动式两种。当船舶侧倾时，水 在水舱中的流动产生的水柱振荡滞后于波浪振荡180度相位角， 所产生的减摇力矩与波浪的倾侧力矩正好相反，从而起到减摇 作用。其效果与水舱的形状、水量、位置有关。其缺点是需占 用较大的容积。
三、船舶运动分类： 单一运动 沿X 直 线 运 动 沿Y 进退 横漂 往复运动 纵荡 横荡 Y
Z
X
沿Z
绕X
升沉 Heaving
横倾 纵倾
垂荡Yawing
横摇 Rolling 纵摇 Pitching 摇 摆 运 动
转 动
绕Y
绕Z
回转
首尾摇
四、摇摆运动的危害 1、横摇使货物移动，船舶因过度倾斜而倾覆。 2、纵摇、升沉运动产生的附加应力导致船体折断。
4、旋回止摇器（Gyroscopic Stabilizer）
第八节
操纵性（Manoeuvrability）
一、定义：船舶依靠操作装置来保持或改变航向的能力 二、内容：航向稳定性：保持航向的能力（海船）
回转性：改变航向的能力（内河）
转首性：船舶应舵转首的快速能力 三、回转运动（Turning motion） 1、转舵阶段： 2、过渡阶段：
3、甲板易浸水，抗沉性降低。
4、阻力增加，螺旋桨产生飞车，效率下降，航速下降，船 舶失速。 5、乘员晕船，工作条件恶化。 6、影响机器设备和航海仪器的正常运转。
船舶运动学重要概念、简答(操纵性、耐波性)
首向角：船舶纵剖面与OoXo轴的交角。
漂角：重心速度与GX轴正方向夹角。
航速角：重心瞬时速度矢量与OoXo轴夹角。
船舶操纵性是指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变其航速、航向和位置的性能。
包括小舵角的航向稳定性、中舵角的航向机动性和大舵角的紧急规避性。
内容如下：1. 航向稳定性：表示船舶在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后能保持其原有平衡状态的性能。
表示船舶在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后能保持其原有平衡状态的性能。
2．回转性：表示船舶在一定舵角作用下作圆弧运动的性能。
3．转首性和跟从性：表示船舶应舵转首及迅速进入新的稳定运动状态的性能。
4. 停船性能：船舶对惯性停船和盗车停船的相应性能。
枢心：回转时漂角为零点、横向速度为零的点。
附加惯性力：作不定常运动的船舶，除本身受到与加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度，根据作用与反作用力原理，水对船体存在反作用力，这个力称为。
附加质量：附加惯性力是与船的加速度成比例的，其比例系数称为。
水动力导数：位置导数 Yv ,Nv：船体受到一个升力Yv，船体首部和尾部长力方向一致，v都都指向v的负方向，因此合力是一个较大的负值，Yv是一个较大的负值，而水动力矩由于首尾作用相抵消，其绝对值不会很大，因机翼的水动力中心在形成之前，首部作用占优，Nv是一个不大的负值。
加速度导数：Yv点是水动力Y相对于加速度在平衡状态下的变化率，正的加速度的船舶经受一个与加速度相反方向的水反作用力，因此Yv点是一个相当大的负值。
由于船首和船尾对Z轴产生的水动力力矩方向相反，因此水动力矩导数Nv点是一个不大的数值，其符号取决于船型。
旋转导数Yr ,Nr：由于船首和船尾水动力方向相反，因此水动力导数Yr的绝对值不是很大，其符号取决于船型，可正可负。
由于船体回转产生的水动力矩在船首尾有相同的方向，都是阻止船舶回转的，因此水动力矩导数Nr是一个很大的负值。
船舶耐波性总结2讲解
船舶耐波性总结第一章耐波性概述一、海浪的描述、、。
船舶耐波性是船舶在波浪中运动特性的统称，它包括船舶在波浪中所产生的各种摇荡运动以及由这些运动引起的抨击、飞溅、上浪、失速、螺旋桨飞车和波浪弯矩变化等性能，直接影响船舶在风浪作用下维持正常功能的能力。
二、6个自由度的摇荡运动船舶任意时刻的运动可以分解为在Oxyz坐标系内船舶中心G沿三个坐标轴的直线运动及船体绕三个坐标轴的转动。
而这些运动中又有直线运动和往复运动垂荡对船舶航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要内容。
船舶摇荡是指船舶在风浪作用下产生的摇荡运动，他们的共同特点是在平衡位置附近做周期性的震荡作用。
产生何种摇荡运动形式取决于船首方向与风浪船舶方向之间的夹角，称为遭遇浪向。
三、动力响应船舶耐波性是船舶在风浪中性能的总的反应，它主要包括船舶摇荡、砰击、上浪、失速、螺旋桨飞车。
剧烈的横摇、纵摇和垂荡对船舶产生一系列有害的影响，甚至引起惨重后果，主要表现在以下三个方面：1）、对适居性的影响；2）、对航行使用性的影响；3）、对安全性的影响；船舶在风浪中产生摇荡运动时，船体本身具有角加速度和线加速度，因此属于非定常运动。
第二章海浪与统计分析2-1 海浪概述风浪的三要素：风速、风时、风区长度。
风浪要素定义：表观波长、表观波幅、表观周期。
充分发展海浪条件：应有足够的风时和风区长度。
海浪分类：风浪、涌浪、近岸浪。
风浪的要素表示方法：统计分析方法。
2-2规则波的特性波面可以用简单的函数表达的波浪称为规则波。
A 0=cos kx -t ξξω（）A k ξξω为波面升高，为波幅，为波数，为波浪圆频率。
在深水条件下，波长T c λ、周期和波速之间存在以下关系 ：≈； 2=1.56T λ； c==1.25T λλ； 2=T πω； 2k=g ω 波浪中水质点的振荡，并没有使水质点向前移动，也没用质量传递。
但是水质点具有速度且有升高，因此波浪具有能量。
余弦波单位波表面积的波浪所具有的能量2A 1E=g 2ρξ2-3不规则波理论基础一、不规则波的基本概念 1、确定性关系和统计关系我们所讨论的不规则波引起的船舶摇荡运动等都是属于统计规律范畴之内的。
毕业答辩船舶设计原理
船舶设计原理1.分析船的实际吃水大于设计吃水,原因可能有哪些?对船的性能将产生什么影响?原因：计算误差，设备增加，材料代换或主尺度偏小等导致。
影响：稳性下降，抗沉性下降，快速性下降，操纵性和螺旋桨效率增大。
2.在什么情况下需要加固定压载?分析固定压载与压载水作用是否相同?固定压载的作用在于降低船的重心以提高稳性，增加重量以加大吃水，必要时也用以调整船的浮态。
压载水：提高空载稳性，调整浮态。
3.分析尾倾对船性能的影响?改变水下艏艉形状影响阻力。
低速：产生额外漩涡阻力；高速：适当尾倾可减小阻力，改善航向稳定性，可获得较大的浆浸深和艏部干舷。
4..最小干舷船与富裕干舷船有何不同?最小干舷船：对于货船，如运载积载因数小（C<1.3）的重货，可按《载重线规范》来决定最小干舷，从而可确定船舶的型深D，这种船称为最小干舷船。
富裕干舷船：当设计C较大的货船时，按载重线规范求得的最小干舷所决定的型深D，不能满足仓容的要求，型深D须根据舱容确定，船的实际干舷大于最小干舷，这种船称为富裕干舷船。
5.分析棱形系数Cp对总布置及建造工艺有何影响？总布置：Cp值的大小影响到船体首尾两端的肥瘦程度。
如对尾机型船，Cp取的太小，两端尖瘦，机舱布置困难。
对双桨船，Cp的大小要顾及到螺旋桨的出轴情况。
Cp太小轴过早穿出，悬臂轴很长，对强度及震动等不利。
建造工艺：对小船来说，Cp太小，船体两端过分尖瘦，施工建造困难。
6.什么是平行中体？适用哪类船？为什么？平行中体是指横抛面面积曲线中部的一“直线段”，即在此长度范围内，船体的横剖面形状相同。
适用用低速，较胖的船。
平行中体长度加大，削瘦两端，对Fn低的船减小阻力有利；平行中体长度加大，中部方整，对装货有利；有利于施工建造。
7.无平行中体船适用哪类船？其最大横剖面位置如何确定？当Fr>0.25，或方形系数小于0.6时无平行中体。
一般说来，对航速较低，而没有平行中体的船，其最大横剖面位置在船中处。
操纵性与耐波性总结
操纵性1.船舶操纵性定义及研究内容操纵性：船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能。
即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。
研究内容：航向稳定性、回转性、转首性及跟从性、停船性能。
2.船舶附加质量的含义及与物理质量比例的大致范围附加质量：附加惯性力与船的加速度成比例，其比例系数称为附加质量。
（作不定常运动的船舶，除了船体本身受到与加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度，根据作用与反作用原理，水对船体存在反作用力，这个反作用力称为附加惯性力。
）附加质量：m x ≈（0.05~0.15）m m y ≈m z ≈（0.9~1.2）m附加惯性矩Jxx ≈（0.05~0.15）Izz Jyy ≈（1~2）Izz Jzz ≈Iyy I 是质量惯性矩 3.漂角、航向角和水动力中心的含义漂角：船舶重心处的速度矢量→V 与x 轴正方向的交角称为漂角β。
并规定速度矢量转向x 轴顺时针方向为正。
航向角：船首指向的方向和船舶在水面上的真实轨迹之间的夹角。
4动坐标系统速度转换到大地坐标系统公式：φφsin cos 00Y X X += φφsin cos 00X Y Y -= 5、线性水动力导数Yv,Nv,Yr,Nr 的物理意义 水动力的位置导数Yv 是一个较大的负值。
水动力力矩的位置导数Nv 是一个不大的负值。
指的是v 引起的升力系数/力矩系数水动力的旋转导数Yr 的绝对值不是很大，其符号由船型决定，可正可负。
水动力矩的旋转导数Nr 是一个很大的负值 。
指的是r 引起的水动力系数/水动力矩系数6、线/角加速度水动力导数的物理意义及数值大小判断水动力的线加速度导数.VY 是一个相当大的负值。
指的是附加质量水动力矩的线加速度导数.VN 是一个不大的数值，其符号取决于船型。
指的是由V •引起的附加惯性力矩系数水动力的角加速度.rY 是一个较小的值，其符号取决于船型水动力矩的角加速度导数.rN 是一个很大的负值。
14 船舶耐波性试验概要
以容易地求得一定速度下不同波长时波浪上的阻力增量△Rw=Rw Rs，其中Rw是波浪中船模的总阻力，Rs是静水中阻力。
试验的结果通常表达为K△R～ωe 曲线，如图14-15 所示。K△R为阻 力增量△Rw的无因次系数，可表达为
但是，若阻尼与横摇角速度不是线性关系，则直接由衰减曲线求 2就比较困难。为此，引入消灭曲线=f(m)求无因次衰减系 数。
由衰减曲线可方便地求出消灭曲线，如图14-7所示。其中 =i-i+1，m =(i+i+1 )/2 当阻尼为线性规律时，由式(11-53 )得:
二、静水中强迫横摇试验
力，因此船模在波浪中拖曳时的阻力比船模在静水中拖曳
时的阻力大为增加。这部分增加的阻力称之为波浪中的阻 力增量，它是由在波浪中拖曳航行的船模总阻力减去相同 速度下船模在静水中拖曳航行时的总阻力而得。
船模在波浪中与静水中阻力的测量方法一样，可以用通常 的阻力仪测量。图14-12 为用悬挂重量法测量在波浪中船 模阻力的示意图。阻力与垂荡、纵摇运动的测量是同时进 行的。船模的拖曳点应放在重心G 上，并使拖曳的钢索尽 量放长，以免纵摇运动引起阻力的误差和减小垂荡运动引 起的阻力误差。
冲箱式造波机是由冲箱和曲柄连杆机构组成的。冲箱 横剖面的形状如图14-8 (a) 所示，曲柄连杆机构的作用 是使冲箱作近似于简谐运动的垂直振荡运动。波浪由冲箱 的凸面产生，而在平的一面实际上不产生波浪。
图14-8 造波机 (a) 冲箱式; (b) 摇板式; (c)气动式 1-调节阀门; 2-压力可以变化的钟; 3-鼓风机
水池试验---孤波
水池试验---不规则波
Seakeeping Tests
Ponce Vessel Seakeeping
船舶操纵性与耐波性简答
漂角：船舶重心处速度与动坐标系中ox轴之间的夹角，速度方向顺时针到ox 轴方向为正。
首向角：船舶纵剖面与固定坐标系OX轴之间的夹角，OX到x轴顺时针为正舵角：舵与动坐标系ox轴之间的夹角，偏向右舷为正航速角：重心瞬时速度与固定坐标系OX轴的夹角，OX顺时针到速度方向为正浪向角：波速与船速之间的夹角。
作用于船体的水动力、力矩将与其本身几何形状有关（L、m、I），与船体运动特性有关(u、v、r、n)，也与流体本身特性有关（密度、粘性系数、g）。
对线速度分量u的导数为线性速度导数Xu，对横向速度分量v的导数为位置导数Yv,Nv，对回转角速度r的导数为旋转导数Nr,Yr，对各角速度分量和角加速度分量的导数为加速度导数Xu,Yv,Yr，对舵角的导数为控制导数Y。
直线稳定性：船舶受瞬时扰动后，最终能恢复指向航行状态，但是航向发生了变化；方向稳定性：船舶受瞬时扰动后，新航线为与原航线平行的另一直线；位置稳定性：船舶受瞬时扰动后，最终仍按原航线的延长线航行；具备位置稳定性的必须具备直线和方向稳定性，具备方向稳定性的必定具有直线线运动稳定性。
1. 反横距2. 正横距3.纵距4. 战术直径5. 定常回转直径回转的三个阶段船舶回转过程中，在船上还存在一点，于改点上其横向速度分量为零，称之为枢心点P。
一、转舵阶段二、过渡阶段三、定常回转阶段耦合特性：船舶在水平面内作回转运动时会同时产生横摇、纵摇、升沉等运动,以及由于回转过程中阻力增加引起的速降。
以上所述可理解为回转运动的耦合,其中以回转横倾与速降最为明显。
舵的布置原则1. 为了产生尽可能大的舵力矩，舵应布置在远离船舶重心处：船首尾部。
2. 注意使舵得到突出的尾型的保护。
3. 为了获得桨的尾流来提高舵效，一般布置在桨的后方。
4. 多舵布置时必须注意舵之间的干扰问题。
船舶耐波性：船舶任意时刻的运动可以分解为船舶重心G沿Ox轴的直线运动称为纵荡，以x（t）表示；沿Oy轴的直线运动称为横荡，以y（t）表示；沿Oz轴的直线运动称为垂荡，以z（t）表示；船体绕Gxb轴的转动称为横摇，以θ（t）表示；绕Gyb轴的转动称为纵摇，以ψ（t）表示；绕Gzb轴的转动称为首摇，以φ（t）表示。
船舶操纵与摇荡
船舶操纵与摇荡船舶操纵与摇荡期末总复习考试题⽬类型：1. 名词解释（5题）2. 填空（10题左右，空不限）3. 画图题（1~2题左右）4. 简答题（5~6题左右）5. 计算分析题（2题）考试内容（操纵性）：第⼀章绪论1. 操纵性的定义？操纵性包括哪些⽅⾯的内容？答：所谓操纵性是指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。
船舶操纵性包括以下四⽅⾯内容：A、航向稳定性：它是指船舶在⽔平⾯内的运动受扰动⽽偏离平衡位置，当扰动完全消除后，保持原有航向运动的性能；B、回转性:它是指船舶应舵作圆弧运动的性能；C、转⾸性及跟从性：它是指船舶应舵转⾸及迅速进⼊新的稳定运动状态的性能。
前者称为转⾸性，后者称为跟从性；D、停船性能：它是指船舶对惯性停船和倒车停船的响应性能。
第2章船舶操纵1、描述船舶运动的坐标系？什么是⾸向⾓、漂⾓以及航速⾓（定义及正负号）？答：为了描述船舶的运动，我们常采⽤⼀下两种右⼿坐标系:a、固定坐标系Oxyz，它是固定在地球表⾯的右⼿坐标系，其原点O可以任意选择，通常与t=0时船舶重⼼G的位置相⼀致。
Xy平⾯位于静⽔⾯内，z轴垂直向下为正。
b、运动坐标系Gxyz，它是以船舶重⼼位置G为原点⽽固定于船体上的直⾓坐标系。
x、y和z轴分别是经过G的⽔线⾯、横剖⾯和中纵剖⾯的郊县，x 轴向⾸为正，z轴向下为正。
⾸向⾓：船舶的重⼼位置和船舶中纵剖⾯与x轴交⾓，称为⾸向⾓。
由x轴转到中纵剖⾯顺时针为正。
漂⾓：船舶重⼼处的速度⽮量V与x轴正⽅向的交⾓称为漂⾓，规定由速度⽮量转到x 轴顺时针⽅向为正。
航速⾓：Xo轴到V的夹⾓，顺时针为正。
2、⽔动⼒导数（回答要全⾯）？⽔动⼒模型？⽔动⼒导数的物理意义（位置导数、旋转导数、⾓加速度导数以及舵导数，要求会分析其正负号）答：⽔动⼒导数:⽔动⼒模型:3. 船舶运动稳定性包含哪三部分？（直线、⽅向、位置，其相互之间的关系）答：直线稳定性：船舶受瞬时扰动后，最终能恢复直线航⾏状态，但航向发⽣变化；⽅向稳定性：船舶受扰后，新航线为与原航线平⾏的另⼀直线；位置稳定性：船舶受扰后，最终仍按原航线的延长线航⾏。
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1.什么是船舶耐波性？
船舶耐波性是指船舶在波浪扰动下，产生各种摇荡运动、抨击、甲板上浪、失速、螺旋桨出水以及波浪弯矩等，仍能维持一定航速在波浪中安全航行的性能。
（P1）
2.什么是有效波面？
船宽、吃水相对波长是很小时，可近似认为船是水中一质点，它所受的浮力近似垂直于波面。
当船宽和吃水相对波长为有限尺度时，由于船宽范围内波形曲率的变化以及沿船体水下表面所受到的浮力方向与波面法向不一致，使船受到的总浮力有所减小，同时其浮力作用线是垂直于某一次波面，这一次波面称为有效波面。
（P17）
3.船舶阻尼力（矩）按物理性质大致可分为哪三类？
兴波阻尼、旋涡阻尼、摩擦阻尼（P8）
4.船在水中可能产生六个自由度的摇荡运动，分别是什么运动？
横摇、纵摇、首摇、垂荡（升沉）、横荡和纵荡
5.研究船舶耐波性用到的三种坐标系是哪三种，可画图说明？
空间固定坐标系：该坐标系用来描述海浪；
动坐标系Gxbybzb：随船做摇荡运动，坐标原点取在船的重心G上，坐标轴取作与船的中心惯性主轴相重合，Gxb在船中线面与龙骨线平行，向艏为正；Gzb在船中线面内垂直于Gxb，向上为正；Gyb垂直于船的中线面，向右舷为正。
随船移动的平衡坐标系Oxyz：当船在静水中以航速v航行时，该坐标系随船同速前进，Oxy位于静水面上，Ox正向与航速v同向。
当船在波浪上做摇荡运动时，该坐标系不随船做摇荡，仍保持按船的平均速度和原航向前进。
6.船模实验需要满足的相似律有那几个？
几何相似、运动相似、动力相似。
（P136-P137）
7.什么是船舶摇荡运动的兴波阻尼？（P9）
由于船舶运动使水面产生波浪，消耗船本身的能力所造成的阻尼。
傅汝德认为兴波阻尼与速度一次方成比例。
8.目前采用较广泛的减摇装置有哪些？
舭龙骨、减摇水舱、减摇鳍（P168）
9.什么是有效波面角？
有效波面的切线与水平间线间的夹角，恒小于真实波面角。
（P14 p17)
10.什么是史密斯效应？
波浪下任一点的压力随深度按指数递减的规律，称为“史密斯效应”。
（P16）11.什么是遭遇频率？
船以某一航速并与波浪传播方向成某一角度在波浪上航行时，船上观察者所看到的波浪作用于船上的扰动频率，
12.什么是线性叠加原理？
线性叠加原理：船的运动和波浪是微幅的；在同一海况的海上的波浪记录在统计中为各态历经、平稳的过程；
假定海浪是二因次长风不规则波，且由无限多个不同波幅、不同波长和随机相位的单元规则线性波叠加而成。
13.什么是十分之一最大波高？
将测得的波高从大到小依次排列，然后取最大的1/10波高平均值。
14.什么是静特征数？
减摇鳍设计中，通常以静特征数表示减摇鳍的容量。
所谓静特征数是指船在静水中以减摇鳍产生的最大稳定力矩作用于船上使船产生的最大静倾角，记作
s 。
表达式为s=Ms/Dh；
15.什么是表观跨零周期？
任意两相邻的时间基线上的上穿节点间的距离，称为表观跨零周期。
16.请说明舭龙骨阻尼由哪三部分组成？
舭龙骨压力阻尼（NBN ）；舭龙骨船体压差阻尼（NBH ）；舭龙骨兴波阻尼（NBw ）；（P168）
17.请说明被动式减摇水舱的减摇原理。
（P185-P186）
使设计的水舱内水振荡的固有频率等于船横摇的固有频率，这样在共振条件下，水舱随船一起运动，而水舱内的水的运动滞后横摇90°，同时当船横摇固有频率等于波浪的扰动力矩频率时，也发生共振，这时船的横摇角滞后波浪扰动力矩90°。
这样水舱里的水的运动就滞后波浪扰动力矩180°，也就是说，水舱里水的重量引起的稳定力矩方向恰好和波浪扰动力矩方向相反，从而使共振区横摇减小。
这就是所谓“双共振减摇原理”。
18.什么是有义波高？
有义波高是引用斯维鲁德-孟克的定义。
将测得的波高按大小依次排列，再从大的部分取出全部的1/3平均。
19.什么是波浪扰动力（矩）和波浪主干扰力？
波浪扰动力（矩）是与波浪运动有关的，引起船摇荡运动的主要作用力。
波浪扰动力（矩）中由流体动浮力作用而引起的主要部分称为波浪主干扰力。
它跟波幅成比例。
（P11）
20.什么是船舶摇荡运动中的摩擦阻尼？
船舶摇荡运动中由水的粘性引起的阻力，计算困难，可由模型试验得到。
傅汝德认为摩擦阻尼与摇荡速度平方成比例。
（P8）
21.船舶操纵性含义？
船舶操纵性是指船舶借助其控制装置来改变或保持其运动速率、姿态和方向的性能。
22.良好的操纵性应具备哪些特性？
具有良好操纵性的船舶，能够根据驾驶者的要求，既能方便、稳定地保持航向、航速（稳定性）；又能迅速地改变航向、航速，准确的执行各种机动（机动性）。
23.作用在船上的水动力是如何分类的？
作用在船上的水动力有：由惯性引起的惯性水动力；由粘性引起的粘性类水动力；
24.线性水动力系数的物理意义和几何意义？
物理意义：船舶在 = 0运动的情况下，保持其他运动参数都不变，只改变某一个运动参数所引起船舶所受水动力的改变与此运动参数的比值。
几何意义：各线性水动力导数表示相应于某一变化参数的受力（力矩）曲线在原点处的斜率。
25.写出二阶艏摇线性K-T 方程？
12123()T T r T T r r K K T δδ+++=+
26.一阶艏摇K-T 方程及方程中K 、T 含义？
Tr
r K δ+= 式中K 为单位舵角引起的定常回转角速度，称为回转性指数；T 为应舵指数，表示转首对操舵影响的快慢。
27.列出三种船舶约束模型试验。
斜航实验；旋臂实验；平面运动机构试验；圆运动试验。
28.对于水平面匀速直线运动的船舶而言，受到微小扰动后其运动一般有哪几种情况，稳定性如何？
a)船仍按原航线的延长线航行，此时称船具有“位置稳定性”；b）船的航向未改变，新航线与原航线平行，但不重合，称为具有“方向稳定性”；c）船沿另一航向作直线航行，称具有“直线稳定性”；d）船作曲线运动；
29.操舵后船的运动一般分为哪几个阶段，定常回转阶段运动特点？
转舵阶段：从开始转舵到舵转至规定舵角为止；2）发展阶段：从转舵结束起至船进入定常回转运动为止。
3）定常阶段：作用在船上的所有水动力矩平衡，船绕重心作匀角速度转动，r=常值；
定常回转阶段的特点：
作用在船上的水动力矩平衡，而水动力沿轨迹法线方向保持常值不随时间改变，船的航速V、漂角、角速度r都不随时间改变，船作定常运动。
船的重心G作匀速圆周运动，同时船又绕重心G作匀角速度转动。
30.简述船舶回转试验的方法和步骤。
船在预定航向上稳速航行，发出操舵令，以最快速度操舵至规定舵角（即使舵角与规定舵角略有差别，也不要任意修正），并保持舵角，直至船首改变5400，一次试验结束。
以同样的方法进行相反舵角和其它舵角（或航速）下的回转试验。