交通运输第3章外界因素对船舶操纵的影响

X w＝Fw cos Yw＝Fw sin N w＝Yw xw
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 WV 2CW Ld 2
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，
θ Ca 0 0.50 20 1.10 40 1.35 60 1.30 80 1.05 90 1.00 100 1.05 120 1.30 140 1.35 160 1.20 180 0.60
（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。
源自文库
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：
③ 尾倾越大，aw/L值越大。
4.水动力角与漂角之间的关系 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。
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：
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。
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：
a f L
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
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：
1 F＝ aV 2 aCa Aa cos 2 Ba sin 2 2
其中：


a－空气密度 (1.2 2 6kg / m 3 )
对于一般货船： Ca＝1.325 0.05cos 2 0.35cos 4 0.175cos6 对于油轮： Ca＝1.200 0.083cos 2 0.25cos 4 0.117cos6 对于客船： Ca＝1.142 0.142cos 2 0.367cos 4 0.133cos6
（2）近似估算法
3 1 0.15 （ 1 ） 0.80 （ 1 ） 90 90 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 。
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：
Cax
Xa
1 aVa 2 Aa 2 Ya Cay 1 2 aVa Ba 2 Xa CaN 1 aVa 2 Ba L 2
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： Aa＝C1B2
Ca＝
1 aVa 2 Aa cos2 Ba sin 2 2

Fa

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。
一、风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：
C a－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
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 N a＝Ya x A
一、风动力与风动力转船力矩
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：
2）.曲线法
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
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；
（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。
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：
f
（1）曲线法 见P68
第三章 外界因素对船舶操纵的影响
船舶在航行时，可能受到浅水、受限水域、风、流、过往船舶以及 本船首、尾波的影响，操船者应对这些影响进行全面正确的评估，以利 于船舶安全航行 第一节 第二节 风对操船的影响 流对操船的影响
第三节
第四节 第五节
受限水域对操船的影响
船间效应 海浪对操船的影响
第一节 风对操船的影响
Ba＝C2L2
C1, C2与船型有关，见P67
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
1 FW W V 2CW Ld 2
作用于x, y轴的水动力和对重心的水动力距为：
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。
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 Cw 0 20 0.2 40 0.5 60 0.8 80 0.9 90 100 120 0.8 140 0.6 160 0.2 180 0.95 0.9