船舶耐波性基本知识
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• 1、对适居性的影响 • 船舶为了完成一定的任务，必须给乘员提供
一个合适的环境，使他们能有效地进行工作。 乘员的工作能力受两种运动特性的影响，即 加速度和横摆幅值。 • 加速度引起人们晕船。一般来说，发生晕船 的频率随加速度增加而平行增加。最大的加 速度发生在船尾或船首，主要是纵摇和垂荡 产生的。 • 横据角影响人的运动能力。
• 3、上浪 • 船舷在风浪中剧烈摇荡时风浪涌上甲板的现
象称为上浪。上浪时船首常常埋入风浪中， 海水淹没首部甲板边缘，甲板上水。上浪主 要是由严重的纵摇和垂荡引起的。 • 4、失速
• 它包括风浪失速和主动减速。 • 风浪失速是指推进动力装置功率调定后，由
于剧烈的摇荡，船舶在风浪中较静水中航行 时航速的降低值。
• 所谓首向是船舶首尾线指向船首的方向，即
在Gxyz坐标系中X轴的方向。当首向与风浪传 播方向相一致时，遭遇浪向为零度，如图1-3 所示。
四、耐波性主要内容
• 1、船舶摇荡 • 其中运动显著而影响严重的是横摇、纵摇和
垂荡。 • 2、砰击 • 由于严重的纵摆和垂荡，船体与风浪之间产 生猛烈的局部冲击现象称为砰击。 • 砰击多发生在船首部。砰击发生时首柱底端 或船底露出水面，然后在极短的时间内以较 大的速度落入水中而发生猛烈的撞击。
• 2、不规则波的叠加原理 • 叠加思想是处理不规则波的基本思想。
• 1）长峰波（二因次不规则波） • 2）短峰波（三因次不规则波）
• 二、随机过程 • 1、正态分布 • 风浪波面升高的瞬时值满足正态分布的概率
密度表达式，其形式为
• 根据正态分布的特点可知：若认为波浪是正
态的，则由波浪所引起的船体运动、船体应 力、航行中螺旋桨推力与转矩的变化等，所 有这些过程的瞬时值都是正态分布的。
六、耐波性与船舶摇荡
• 船舶耐波性和船舶摇荡显然不是一回事。 • 但是船舶摇荡是耐波性的主要内容，耐波性
所涉及的其他内容主要是由船舶摇荡引起的， 因此估计船舶摇荡是评定耐波性最基本的条 件。
• 根据船舶摇荡可以定量地计算出保抨击、上
浪、飞车等性能。一般来说，船舶摇荡较缓 和，则耐波性也较优良。
七、摇荡运动的影响
• 即使仅从耐波性角度考虑，对吃水的要求
也是矛盾的，因此需要全面均衡、决定吃 水的大小。
• 4、初稳性高
• 1）初稳性高是船舶安全的重要衡准，同时也
是横摇的重要参数，它影咱横摇固有周期， 减小初稳性高时，横摇固有周期增加，横摇 缓和，幅值减小。
• 2）须注意，在任何情况下都必须保证初稳性
高具有适当的数值。如果初稳性高过小，不 仅降低了船的抗风能力，而且在顺浪中，当 波峰位于船中时，有可能丧失稳性而倾覆。
二、坐标系
• 1、固定坐标系O0x0y0z0 • 2、运动坐标系GXYZ • 3、半固定坐标系Oxyz
• 船舶任意时刻的运动可以分解为在Oxyz，
坐标系内船舶重心G沿三个坐标轴的直线 运动及船体绕三个坐标轴的转动。
• 在这些运动中又
有单向运动和往 复运动之分，因 此共有12种运动 形式，如图1-2 所示。在造船界 中习惯采用的名 称见表1-1。
• 因此，研究船舶在波浪上的航行性能愈来愈
引起人们的重视，船舶耐波性的好坏已成为 衡量现代化船舶航行性能的重要衡准之一。
• 船舶耐波性本质上是指船舶在给定的环境条
件下规定时间内完成任务的能力，它是船舶 应具有的一种能力，这种能力通过设计而赋 予，通过使用者的正确使用而发挥作用。因 此，必须充分意识到船舶的耐波性能首先是 设计出来的，一艘具有良好耐波性的船舶是 设计者的职责及水平的体现。
§2-4 风级和浪级
• 1、为了实用上的方便，通常根据风对海面
物体的影响程度定出风的等级，习惯上采 用按风速的大小从0到12分成13级的蒲福 (Beaufort)风级，其要点见表2-9。
• 2、国际气象会议规定，以海面以上高度
10m处的风速作为确定蒲福风级的标准。 • 3、风级和风速按以下近似关系确定：
• 主动减速是指船舶在风浪中航行，为了减小
风浪对船舷的不利影响，主动调低主机功率， 使航速比静水中速度下降的数值。
• 5．螺旋桨飞车 • 船舶在风浪中航行时，部分螺旋桨叶露出水
面，转速剧增，并伴有强烈振动的现象称为 螺旋桨飞车。
• 环境条件
与耐波性 之间的关 系
五、研究耐波性的必要性
• 自1953年丹尼斯等引入线性迭加原理和科文克劳科夫斯基提出切片理论以来，现代耐波 性理论迅速发展。船舶性能的优劣，主要看 它在实际海洋环境中的性能。过去，船舶的 设计师们对船舶性能的研究多侧重在船舶在 静水中的性能，特别是静水中航行的快速性。 但是，大量事实表明，一艘在静水中航行性 能优良的船舶，在波浪上的航行性能并不一 定是优良的，船舶耐波性的优劣直接关系到 船舶的适居性、航行使用性和安全性。
• 船舶摇荡运动主要研究由波浪干扰引起的船
舶往复运动，其中横摇、纵摇和垂荡对船舶 航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要 内容。
三、船舶摇荡
• 船舶摇荡是指船舶在风浪作用下产生的摇荡
运动，它们的共同特点是在平衡位置附近作 周期性的振荡运动。
• 产生何种摇荡运动形式取决于船首向与风浪
传播方向之间的夹角，称为道遇浪向。
第三章 船舶运动方程式与耐波性设计
§3-1 船舶在波浪中的一般运动方程式
• 1、船舶在波浪中的受力 • ①重力，在船舶运动过程中，其大小、方向
和作用点是不变的；
• ②船体本身的惯性力； • ③浮力，在船舶运动过程中是变化的；
• ④由船舶摇荡运动(船动水不动)而产生
的辐射流体动力；
• ⑤波浪扰动力，包括不受船体扰动的入
• 4、风浪等级
5、海况等级
• 风作用于海面不仅产生不同尺度的风浪，
同时也使海面的外貌发生变化，例如出现 浪花、飞沫等现象。 • 海面的外部特征取决于风速和风时，也和 风区特点有很大关系，受到海岸、岛屿、 水探等因素的影响。在风宣接或间接作用 下的海面所呈现的外貌称为海况。一般习 惯把海况从0到9共分成10级，其要点见表 2-12。
第一章 耐波性概述
• 一、耐波性定义 • 是指船舶在风浪中遭受外力干扰产生各种摇
摆运动以及砰击、上浪、失速等情况下，仍 能维持一定航速在水面安全航行的性能。
• 船舶在波浪中的运动是不可避免的，问题在
于如何防止船舶在波浪中发生过大的运动， 保证船舷安全和维持其使用功能不受损害， 这是船舶设计中要考虑的重要课题。
受的压力发生变化。同时由于水面与空气的 相对运动，在他们之间有摩擦力存在，使水 表面承受切应力。 • 正是由于大气压力的变化与切应力的存在， 使平静的水面发生局部变形。重力使变形的 水面有向原来平衡位置运动的趋势，惯性力 又有使变形继续下去的趋势，从而水面不断 地起伏、形成风浪。
• 2、风浪要素
• 1）风速 • 2）风时 • 3）风区长度 • 风速越大，风时越久，风区长度越长，海水
• 2、对航行使用性的影响
• 船员利用船上的全部设备，在预定的海洋条
件下完成其规定使命的能力称为航行使用性。 剧烈的摇荡对航行使用性产生极为不利的影 响。 • 由于纵摆和垂荡，使船舶造成失速，主机功 率得不到充分利用。 • 严重的抨击使船首部结构损坏，船体颤振。 • 上浪使甲板机械损坏，给船员造成恶劣的工 作条件。
• 2、瑞利分布 • 瞬时值服从正态分布的平稳随机过程，其幅
值(或包络)服从瑞利分布。
等都服从瑞利分布。
• 因此，风浪的波幅值、摇荡幅值和应力幅恒
• 3、泊松分布
• 船舶砰击和甲板上浪服从泊松分布，它们是
计数的随机过程，表示事件发生的次数。在 海上船体发生砰击是随机的，有时一艘船会 以不同程度连续砰击，然后再在一个相当长 的时间内无砰击发生，以后又突然发生一严 重砰击。
• 2、船宽
• 从性能上讲，船宽主要影响稳性和横摇，对
纵摇和垂荡的影响不大。一般来说，船宽减 小，使初稳性下降而对横摇有利，船体的砰 击也有改善。 • 船宽对横摇固有周期的影响不及重心高度敏 感，而且在一定排水量之下，船宽减小必将 使方形系数增加，船舶前进阻力可能增加。 • 因此，在设计中，很少用改变船宽的方法来 改进船舶的横摇性能。
第二章 海浪与统计分析 §2-1 海浪概述
• 海浪主要指表层海水受外力影响而发生的起
伏现象。引起海浪的原因是很多的： • 例如，由风引起的风浪，由日月引力引起的 潮波，由地震引起的海啸以及船行波等。 • 在海上分布最广、出现频率最多、对航行影 响最大的是由风兴起的风浪。
• 1、风浪的产生
• 笼罩在海洋上的空气流动的结果，使海面所
• 3、对安全性的影响
• 当激烈的运动损坏了船舶的主要部件，如主
机、螺旋桨、舵及导航设备等以后，船可能 失去控制而造成严重后果。
• 大角度横摇可能使舱室进水、货物移动，由
于这些原因造成的海难事件是经常发生的。
• 横摇降低了船舶的抗风能力，在风和浪的作
用下，船舶出现了很大的横摇角
八、耐波性的影响因素
度的横摇之外，船舶在波浪中的受力和运动 都可以作为线性问题处理，因而可以2 船舶主尺度对耐波性的影响
• 1、船长
• 船长主要影响纵摇和垂荡。 • 增加船长对纵摇和垂荡都是有利的。船长较
小的船难免发生较大的纵摇和垂荡。 • 设计中船长的选择涉及许多因素，例如，船 长增加使船的回转性变坏、钢材重量增加、 造价提高等。通常在船长选取时以静水阻力 的峰谷关系和总布置为主，适当考虑耐波性 和其他性能的要求。
• 3、吃水
• 随着吃水的增加，波浪对横摇的扰动力矩略
为下降，横摇趋于缓和。
• 对于中小型船，由于船长受到限制，不可避
免地要发生较大的纵摇和垂荡。如果平均吃 水减小，纵摇和垂荡的固有周期下降，即使 谐摇，也是在较小的波浪中发生，纵摇和垂 荡也不会太大。
• 从船舶砰击的角度来看，要求吃水大些，
因为船舶砰击常发生在空载和压载航行状 态，尤其对具有尾倾而吃水较小的船更是 如此。吃水深，能够减少砰击的频率和砰 击的强度。
• •
• •
§2-2 规则波的特性
• 波面可以用简单函数表达的波浪称为规则波。
规则波不仅能近似表示涌，面且也是研究不 规则波的基础。
水质点的轨圆运动
波内压力场的流体动压力的分布
• 在深水中，由波浪引起的压力变化与轨圆半
径的变化具有相同的规律即随着水深的增加， 压力变化以指数规律衰减，这种现象通常称 为史密斯效应。
• 3）改变初稳性高最有效的方法是改
射波的变动水压力形成的流体动力，波 浪遇到船体产生绕射流体动力；
• ⑥流体粘性力，除了横摇运动，一般不
予考虑。
• 2、基本假定
• ①假定船舶是一个刚体，忽略它的弹性变形 • ②不考虑水的粘性和可压缩性。 • ③假定作用在船体上的是微幅规则波。可以
应用线性理论(微幅波理论) ；
• ④假定船舶摇荡的幅值是微小的，除了大角
从风那里获得的能量越多，风浪要素越大。
• 在一定风速作用下，风在相当大的风区海面
上吹了足够长的时间以后，风浪要素达到稳 定状态时的风浪，称为充分发展风浪。
• 3、海浪的分类
• (1)风浪 • 它是在风直接作用下产生的，表面看来极不规则的
海浪，也叫不规则波，是船舶航行中最经常遇到的 一种海浪。 (2)涌浪 它是由其他风区传来的波，或由于当地的风力急剧 下降，风向改变或风平息之后形成的海浪。涌的形 态和排列比较规则，波及的区域也比较大。 (3)近岸浪 当水深小于波长的1/2时，在海岸与浅滩附近所形 成的波浪。
• 船舶耐波性由许多基本的耐波性因素所决定，
通常包括六自由度的运动以及诸如甲板上浪、 螺旋桨出水、船首砰击等耐波性事件和晕船率 等。由于影响船舶耐波性的因素较多，各种耐 波性因素的作用程度是不一样的，而且根据某 些基本的耐波性因素本身是很难判定一个船舶 或一个新的船舶设计是否具有良好的耐波性。 对船舶耐波性的影响，不是单因素的影响，而 是所有因素共同作用的结果。
§2-3 不规则波的理论基础
• 一、不规则波基本概念 • 1、确定性的数量关系 • 2、统计关系 • 在所有可能出现的波高中，不同大小的波高
占总数的比例是一个比较稳定的值。 • 我们只要掌握经过大量试验所表现出的统计 规律，就从总体上掌握了不规则波的特性。 对于不规则波所引起的船舶运动及其他特性 也是如此。
一个合适的环境，使他们能有效地进行工作。 乘员的工作能力受两种运动特性的影响，即 加速度和横摆幅值。 • 加速度引起人们晕船。一般来说，发生晕船 的频率随加速度增加而平行增加。最大的加 速度发生在船尾或船首，主要是纵摇和垂荡 产生的。 • 横据角影响人的运动能力。
• 3、上浪 • 船舷在风浪中剧烈摇荡时风浪涌上甲板的现
象称为上浪。上浪时船首常常埋入风浪中， 海水淹没首部甲板边缘，甲板上水。上浪主 要是由严重的纵摇和垂荡引起的。 • 4、失速
• 它包括风浪失速和主动减速。 • 风浪失速是指推进动力装置功率调定后，由
于剧烈的摇荡，船舶在风浪中较静水中航行 时航速的降低值。
• 所谓首向是船舶首尾线指向船首的方向，即
在Gxyz坐标系中X轴的方向。当首向与风浪传 播方向相一致时，遭遇浪向为零度，如图1-3 所示。
四、耐波性主要内容
• 1、船舶摇荡 • 其中运动显著而影响严重的是横摇、纵摇和
垂荡。 • 2、砰击 • 由于严重的纵摆和垂荡，船体与风浪之间产 生猛烈的局部冲击现象称为砰击。 • 砰击多发生在船首部。砰击发生时首柱底端 或船底露出水面，然后在极短的时间内以较 大的速度落入水中而发生猛烈的撞击。
• 2、不规则波的叠加原理 • 叠加思想是处理不规则波的基本思想。
• 1）长峰波（二因次不规则波） • 2）短峰波（三因次不规则波）
• 二、随机过程 • 1、正态分布 • 风浪波面升高的瞬时值满足正态分布的概率
密度表达式，其形式为
• 根据正态分布的特点可知：若认为波浪是正
态的，则由波浪所引起的船体运动、船体应 力、航行中螺旋桨推力与转矩的变化等，所 有这些过程的瞬时值都是正态分布的。
六、耐波性与船舶摇荡
• 船舶耐波性和船舶摇荡显然不是一回事。 • 但是船舶摇荡是耐波性的主要内容，耐波性
所涉及的其他内容主要是由船舶摇荡引起的， 因此估计船舶摇荡是评定耐波性最基本的条 件。
• 根据船舶摇荡可以定量地计算出保抨击、上
浪、飞车等性能。一般来说，船舶摇荡较缓 和，则耐波性也较优良。
七、摇荡运动的影响
• 即使仅从耐波性角度考虑，对吃水的要求
也是矛盾的，因此需要全面均衡、决定吃 水的大小。
• 4、初稳性高
• 1）初稳性高是船舶安全的重要衡准，同时也
是横摇的重要参数，它影咱横摇固有周期， 减小初稳性高时，横摇固有周期增加，横摇 缓和，幅值减小。
• 2）须注意，在任何情况下都必须保证初稳性
高具有适当的数值。如果初稳性高过小，不 仅降低了船的抗风能力，而且在顺浪中，当 波峰位于船中时，有可能丧失稳性而倾覆。
二、坐标系
• 1、固定坐标系O0x0y0z0 • 2、运动坐标系GXYZ • 3、半固定坐标系Oxyz
• 船舶任意时刻的运动可以分解为在Oxyz，
坐标系内船舶重心G沿三个坐标轴的直线 运动及船体绕三个坐标轴的转动。
• 在这些运动中又
有单向运动和往 复运动之分，因 此共有12种运动 形式，如图1-2 所示。在造船界 中习惯采用的名 称见表1-1。
• 因此，研究船舶在波浪上的航行性能愈来愈
引起人们的重视，船舶耐波性的好坏已成为 衡量现代化船舶航行性能的重要衡准之一。
• 船舶耐波性本质上是指船舶在给定的环境条
件下规定时间内完成任务的能力，它是船舶 应具有的一种能力，这种能力通过设计而赋 予，通过使用者的正确使用而发挥作用。因 此，必须充分意识到船舶的耐波性能首先是 设计出来的，一艘具有良好耐波性的船舶是 设计者的职责及水平的体现。
§2-4 风级和浪级
• 1、为了实用上的方便，通常根据风对海面
物体的影响程度定出风的等级，习惯上采 用按风速的大小从0到12分成13级的蒲福 (Beaufort)风级，其要点见表2-9。
• 2、国际气象会议规定，以海面以上高度
10m处的风速作为确定蒲福风级的标准。 • 3、风级和风速按以下近似关系确定：
• 主动减速是指船舶在风浪中航行，为了减小
风浪对船舷的不利影响，主动调低主机功率， 使航速比静水中速度下降的数值。
• 5．螺旋桨飞车 • 船舶在风浪中航行时，部分螺旋桨叶露出水
面，转速剧增，并伴有强烈振动的现象称为 螺旋桨飞车。
• 环境条件
与耐波性 之间的关 系
五、研究耐波性的必要性
• 自1953年丹尼斯等引入线性迭加原理和科文克劳科夫斯基提出切片理论以来，现代耐波 性理论迅速发展。船舶性能的优劣，主要看 它在实际海洋环境中的性能。过去，船舶的 设计师们对船舶性能的研究多侧重在船舶在 静水中的性能，特别是静水中航行的快速性。 但是，大量事实表明，一艘在静水中航行性 能优良的船舶，在波浪上的航行性能并不一 定是优良的，船舶耐波性的优劣直接关系到 船舶的适居性、航行使用性和安全性。
• 船舶摇荡运动主要研究由波浪干扰引起的船
舶往复运动，其中横摇、纵摇和垂荡对船舶 航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要 内容。
三、船舶摇荡
• 船舶摇荡是指船舶在风浪作用下产生的摇荡
运动，它们的共同特点是在平衡位置附近作 周期性的振荡运动。
• 产生何种摇荡运动形式取决于船首向与风浪
传播方向之间的夹角，称为道遇浪向。
第三章 船舶运动方程式与耐波性设计
§3-1 船舶在波浪中的一般运动方程式
• 1、船舶在波浪中的受力 • ①重力，在船舶运动过程中，其大小、方向
和作用点是不变的；
• ②船体本身的惯性力； • ③浮力，在船舶运动过程中是变化的；
• ④由船舶摇荡运动(船动水不动)而产生
的辐射流体动力；
• ⑤波浪扰动力，包括不受船体扰动的入
• 4、风浪等级
5、海况等级
• 风作用于海面不仅产生不同尺度的风浪，
同时也使海面的外貌发生变化，例如出现 浪花、飞沫等现象。 • 海面的外部特征取决于风速和风时，也和 风区特点有很大关系，受到海岸、岛屿、 水探等因素的影响。在风宣接或间接作用 下的海面所呈现的外貌称为海况。一般习 惯把海况从0到9共分成10级，其要点见表 2-12。
第一章 耐波性概述
• 一、耐波性定义 • 是指船舶在风浪中遭受外力干扰产生各种摇
摆运动以及砰击、上浪、失速等情况下，仍 能维持一定航速在水面安全航行的性能。
• 船舶在波浪中的运动是不可避免的，问题在
于如何防止船舶在波浪中发生过大的运动， 保证船舷安全和维持其使用功能不受损害， 这是船舶设计中要考虑的重要课题。
受的压力发生变化。同时由于水面与空气的 相对运动，在他们之间有摩擦力存在，使水 表面承受切应力。 • 正是由于大气压力的变化与切应力的存在， 使平静的水面发生局部变形。重力使变形的 水面有向原来平衡位置运动的趋势，惯性力 又有使变形继续下去的趋势，从而水面不断 地起伏、形成风浪。
• 2、风浪要素
• 1）风速 • 2）风时 • 3）风区长度 • 风速越大，风时越久，风区长度越长，海水
• 2、对航行使用性的影响
• 船员利用船上的全部设备，在预定的海洋条
件下完成其规定使命的能力称为航行使用性。 剧烈的摇荡对航行使用性产生极为不利的影 响。 • 由于纵摆和垂荡，使船舶造成失速，主机功 率得不到充分利用。 • 严重的抨击使船首部结构损坏，船体颤振。 • 上浪使甲板机械损坏，给船员造成恶劣的工 作条件。
• 2、瑞利分布 • 瞬时值服从正态分布的平稳随机过程，其幅
值(或包络)服从瑞利分布。
等都服从瑞利分布。
• 因此，风浪的波幅值、摇荡幅值和应力幅恒
• 3、泊松分布
• 船舶砰击和甲板上浪服从泊松分布，它们是
计数的随机过程，表示事件发生的次数。在 海上船体发生砰击是随机的，有时一艘船会 以不同程度连续砰击，然后再在一个相当长 的时间内无砰击发生，以后又突然发生一严 重砰击。
• 2、船宽
• 从性能上讲，船宽主要影响稳性和横摇，对
纵摇和垂荡的影响不大。一般来说，船宽减 小，使初稳性下降而对横摇有利，船体的砰 击也有改善。 • 船宽对横摇固有周期的影响不及重心高度敏 感，而且在一定排水量之下，船宽减小必将 使方形系数增加，船舶前进阻力可能增加。 • 因此，在设计中，很少用改变船宽的方法来 改进船舶的横摇性能。
第二章 海浪与统计分析 §2-1 海浪概述
• 海浪主要指表层海水受外力影响而发生的起
伏现象。引起海浪的原因是很多的： • 例如，由风引起的风浪，由日月引力引起的 潮波，由地震引起的海啸以及船行波等。 • 在海上分布最广、出现频率最多、对航行影 响最大的是由风兴起的风浪。
• 1、风浪的产生
• 笼罩在海洋上的空气流动的结果，使海面所
• 3、对安全性的影响
• 当激烈的运动损坏了船舶的主要部件，如主
机、螺旋桨、舵及导航设备等以后，船可能 失去控制而造成严重后果。
• 大角度横摇可能使舱室进水、货物移动，由
于这些原因造成的海难事件是经常发生的。
• 横摇降低了船舶的抗风能力，在风和浪的作
用下，船舶出现了很大的横摇角
八、耐波性的影响因素
度的横摇之外，船舶在波浪中的受力和运动 都可以作为线性问题处理，因而可以2 船舶主尺度对耐波性的影响
• 1、船长
• 船长主要影响纵摇和垂荡。 • 增加船长对纵摇和垂荡都是有利的。船长较
小的船难免发生较大的纵摇和垂荡。 • 设计中船长的选择涉及许多因素，例如，船 长增加使船的回转性变坏、钢材重量增加、 造价提高等。通常在船长选取时以静水阻力 的峰谷关系和总布置为主，适当考虑耐波性 和其他性能的要求。
• 3、吃水
• 随着吃水的增加，波浪对横摇的扰动力矩略
为下降，横摇趋于缓和。
• 对于中小型船，由于船长受到限制，不可避
免地要发生较大的纵摇和垂荡。如果平均吃 水减小，纵摇和垂荡的固有周期下降，即使 谐摇，也是在较小的波浪中发生，纵摇和垂 荡也不会太大。
• 从船舶砰击的角度来看，要求吃水大些，
因为船舶砰击常发生在空载和压载航行状 态，尤其对具有尾倾而吃水较小的船更是 如此。吃水深，能够减少砰击的频率和砰 击的强度。
• •
• •
§2-2 规则波的特性
• 波面可以用简单函数表达的波浪称为规则波。
规则波不仅能近似表示涌，面且也是研究不 规则波的基础。
水质点的轨圆运动
波内压力场的流体动压力的分布
• 在深水中，由波浪引起的压力变化与轨圆半
径的变化具有相同的规律即随着水深的增加， 压力变化以指数规律衰减，这种现象通常称 为史密斯效应。
• 3）改变初稳性高最有效的方法是改
射波的变动水压力形成的流体动力，波 浪遇到船体产生绕射流体动力；
• ⑥流体粘性力，除了横摇运动，一般不
予考虑。
• 2、基本假定
• ①假定船舶是一个刚体，忽略它的弹性变形 • ②不考虑水的粘性和可压缩性。 • ③假定作用在船体上的是微幅规则波。可以
应用线性理论(微幅波理论) ；
• ④假定船舶摇荡的幅值是微小的，除了大角
从风那里获得的能量越多，风浪要素越大。
• 在一定风速作用下，风在相当大的风区海面
上吹了足够长的时间以后，风浪要素达到稳 定状态时的风浪，称为充分发展风浪。
• 3、海浪的分类
• (1)风浪 • 它是在风直接作用下产生的，表面看来极不规则的
海浪，也叫不规则波，是船舶航行中最经常遇到的 一种海浪。 (2)涌浪 它是由其他风区传来的波，或由于当地的风力急剧 下降，风向改变或风平息之后形成的海浪。涌的形 态和排列比较规则，波及的区域也比较大。 (3)近岸浪 当水深小于波长的1/2时，在海岸与浅滩附近所形 成的波浪。
• 船舶耐波性由许多基本的耐波性因素所决定，
通常包括六自由度的运动以及诸如甲板上浪、 螺旋桨出水、船首砰击等耐波性事件和晕船率 等。由于影响船舶耐波性的因素较多，各种耐 波性因素的作用程度是不一样的，而且根据某 些基本的耐波性因素本身是很难判定一个船舶 或一个新的船舶设计是否具有良好的耐波性。 对船舶耐波性的影响，不是单因素的影响，而 是所有因素共同作用的结果。
§2-3 不规则波的理论基础
• 一、不规则波基本概念 • 1、确定性的数量关系 • 2、统计关系 • 在所有可能出现的波高中，不同大小的波高
占总数的比例是一个比较稳定的值。 • 我们只要掌握经过大量试验所表现出的统计 规律，就从总体上掌握了不规则波的特性。 对于不规则波所引起的船舶运动及其他特性 也是如此。