武漢理工大學(xué)期末考試操縱與耐波試卷

1、A卷一、名字解釋1.首向角2.直線穩(wěn)定性3.舵平衡比4.有效波傾5.最大有義波長(zhǎng)二、填空題1.航速與定坐標(biāo)之間的夾角叫做_。2.具有方向穩(wěn)定性的船一定同時(shí)具有_穩(wěn)定性。3.某船無(wú)因次,，指數(shù)為_(kāi)。4.從指數(shù)的物理解釋看，越大，其跟從性_。5.回舵試驗(yàn)曲線為rt曲線，具有直線穩(wěn)定性的船，當(dāng)舵角回零時(shí)，_。6.海浪是各態(tài)歷經(jīng)的_，其瞬時(shí)值符合_分布。7.橫搖放大因數(shù)與頻率響應(yīng)函數(shù)關(guān)系是。8.船?？s尺比為，若實(shí)船的波浪周期為Ts，則試驗(yàn)波浪周期應(yīng)為_(kāi)。9.若船舶吃水d=1.0m，粗估縱搖固有周期值為_(kāi)。10.船在規(guī)則迎浪中航行的垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)，發(fā)生共振的條件為_(kāi)。三.選擇題1.水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)的量級(jí)及符號(hào)

2、為：（1）0大量；（2）0大量；（3）0小量2.船舶做水平面運(yùn)動(dòng)，定坐標(biāo)與動(dòng)坐標(biāo)之間的夾角叫做：（1）航速角；（2）首向角；（3）漂角3.船舶航行如果不操舵，最多只能具備的穩(wěn)定性是：（1）位置；（2）方向；（3）直線4.船舶在回轉(zhuǎn)初期，在舵力作用下產(chǎn)生：（1）內(nèi)傾；（2）外傾；（3）不傾5.相當(dāng)慣性系數(shù)與相當(dāng)阻尼系數(shù)之比為：（1）應(yīng)舵指數(shù)T；（2）回轉(zhuǎn)性指數(shù)K；（3）轉(zhuǎn)首性指數(shù)P6.瑞利分布參數(shù)R等于：（1）隨機(jī)變量的均方值；（2）隨機(jī)變量的方差；（3）幅值的均方值7.橫搖放大因數(shù)峰點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)小于2B，則橫搖角處于：（1）臨界區(qū)；（2）超臨界區(qū)；（3）亞臨界區(qū)8.若自然波長(zhǎng)為，首斜浪對(duì)縱搖擾動(dòng)

3、相應(yīng)波長(zhǎng)為，則：（1）；（2）；（3）四、簡(jiǎn)答題1.試寫(xiě)出水動(dòng)力Y的線性表達(dá)式，并試分析水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)、的正負(fù)以及量級(jí)。2.穩(wěn)定性衡準(zhǔn)數(shù)為，值的大小表達(dá)什么含義？由式分析為什么L/B小的肥大船穩(wěn)定性差。3.試分析為什么應(yīng)舵指數(shù)T是表征船舶航向穩(wěn)定性的指標(biāo)。4.設(shè)初始條件為，寫(xiě)出船在靜水中線性阻尼力矩形式下的橫搖運(yùn)動(dòng)微分方程，并寫(xiě)出其解的形式，從而分析運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。5.右上圖為某船頂浪縱搖試驗(yàn)結(jié)果，試分析船舶頂浪的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。（圖看不清）五、計(jì)算題1.某船在定?；剞D(zhuǎn)時(shí)由羅經(jīng)上發(fā)現(xiàn)14s首向角變化了28°，實(shí)測(cè)航速v=11kn，求該種狀態(tài)下的回轉(zhuǎn)直徑。2.某直線航行船舶（），受到外界突然擾動(dòng)，擾動(dòng)

4、去掉之后由船上角速度陀螺測(cè)量表明：9s后回轉(zhuǎn)角速度減小一半，試估算該船航向穩(wěn)定性指數(shù)T。3.已知某船橫搖固有周期秒，無(wú)因次阻尼衰減系數(shù)，計(jì)算：（1）求使船發(fā)生共振之波長(zhǎng)；（2）若波浪最大波傾角為，有效波傾系數(shù)，求共振時(shí)最大橫搖幅值；（3）上述條件不變，且在斜浪中航行，浪向，求共振時(shí)最大橫搖幅值。4.某船，船長(zhǎng)L=100.0m，B=16m，橫搖固有周期為T=11s，以在三一平均波高的風(fēng)浪中橫浪前行，試判斷其橫搖臨界狀態(tài)。5.從波浪記錄得到的波高特性如下表所示：波高（m）12345個(gè)數(shù)64536285（1）確定平均波高，有義波高，波浪個(gè)數(shù)n=120。（2）假設(shè)幅值符合瑞利分布，寫(xiě)出分布參數(shù)R的表達(dá)

5、式。（3）若知瑞利分布參數(shù)R=18,求幅值隨機(jī)過(guò)程的方差和有義統(tǒng)計(jì)值。B卷一、名詞解釋1.樞心2.位置穩(wěn)定性3.表觀重力4.海浪譜5.有義波高二、選擇題1.增加船舶尾部側(cè)投影面積，使得水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)的負(fù)值：（1）增加；（2）減??；（3）不變2.船舶航行中，如果不操舵，則最多只能具備：（1）位置穩(wěn)定性；（2）方向穩(wěn)定性；（3）直線穩(wěn)定性3.初始回轉(zhuǎn)的有因次角加速度參數(shù)C大小表示下列哪個(gè)性能的好壞：（1）穩(wěn)定性；（2）回轉(zhuǎn)性；（3）轉(zhuǎn)首性4.船舶在靜水中線性阻尼規(guī)律下的橫搖運(yùn)動(dòng)，隨時(shí)間的增加，其橫搖周期：（1）增加；（2）減??；（3）不變5.確定規(guī)則余弦波的參數(shù)需要：（1）1個(gè)；（2）2個(gè)；（3）3個(gè)

6、6.不規(guī)則波中的縱搖峰值所滿足的概率密度函數(shù)為：（1）正態(tài)分布；（2）；（3）三、填空題1.對(duì)于不穩(wěn)定的船樞心P的定義是_，樞心一般位于船的前半部，樞心P與重心G的距離通常可以近似等于_。2.幾何形狀左右對(duì)稱的船舶，水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)_。3.船舶回轉(zhuǎn)圈的直徑越大，其回轉(zhuǎn)性越_。4.船舶在回轉(zhuǎn)過(guò)渡階段，產(chǎn)生反向橫移的主要力是_。5.操縱運(yùn)動(dòng)一階K-T微分方程表達(dá)式為_(kāi)，階躍操舵情況下其解為_(kāi)。6.船在靜水中無(wú)阻尼橫搖的等時(shí)性含義是_。7.與橫搖角加速度成比例的力矩稱為慣性力矩，其表達(dá)式為_(kāi)。8.線性阻尼規(guī)律下的橫搖，每半個(gè)周期其振幅的衰減規(guī)律為_(kāi)。9.波面上的流體質(zhì)點(diǎn)所受合力方向垂直于波面，此合力稱為_(kāi)

7、。10.船在規(guī)則迎浪中航行的垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)，發(fā)生共振的條件為_(kāi)。11.當(dāng)諧搖波長(zhǎng)大于最大有義波長(zhǎng)時(shí)，船舶航行于_區(qū)域。四、簡(jiǎn)答題1.為什么說(shuō)不操舵，船舶最多只具備直線穩(wěn)定性？2.試分析水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)、的正負(fù)及量級(jí)。3.試分析回轉(zhuǎn)過(guò)程一階段水滴型潛艇潛入水中，重心總較浮心為低。作圖并說(shuō)明其在定常回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中潛艇的橫傾方向（假定水動(dòng)力作用于浮心）。4.要操舵直線航行的船舶，在小擾動(dòng)初始條件下，寫(xiě)出一階K-T微分方程的解，并分析指數(shù)T為什么能表征航行穩(wěn)定性好壞。5.寫(xiě)出有效波傾與最大波傾角之間關(guān)系表達(dá)式。表達(dá)的含義是什么？6.船舶在規(guī)則波中的橫搖運(yùn)動(dòng)解用放大因數(shù)來(lái)表達(dá)，試寫(xiě)出具體表達(dá)式，并繪出曲線示意

8、圖。分析諧調(diào)因子，1三種情況下的橫搖運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。7.據(jù)譜分析法，寫(xiě)出船舶在不規(guī)則波中運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)值的預(yù)報(bào)步驟。五、計(jì)算題1.某船長(zhǎng)L=32m，操右舵至一定舵角，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后該船進(jìn)入定?；剞D(zhuǎn)，此時(shí)測(cè)得重心處前進(jìn)速度u=1.5m/s，橫向速度v=4m/s，定?；剞D(zhuǎn)角速度r=2°/s。試求：（1）船舶重心定?；剞D(zhuǎn)速度V；（2）重心定?；剞D(zhuǎn)漂角；（3）重心定?；剞D(zhuǎn)直徑D，相對(duì)回轉(zhuǎn)直徑D/L。2.若已知某船L=100m，VS=16km/h，應(yīng)舵指數(shù)T=16s，轉(zhuǎn)舵指數(shù)K=0.05（1/s）。求無(wú)因次應(yīng)舵指數(shù)、轉(zhuǎn)舵指數(shù)、轉(zhuǎn)首性指數(shù)P。3.縮尺比為16的船模，由靜水中橫搖衰減試驗(yàn)測(cè)得其橫搖周期為5秒，

9、無(wú)因次衰減系數(shù)0.1，試求：（1）相應(yīng)實(shí)船的橫搖周期；（2）相應(yīng)實(shí)船發(fā)生諧搖之規(guī)則波長(zhǎng)；（3）共振時(shí)實(shí)船橫搖角對(duì)波幅頻率響應(yīng)函數(shù)值，取有效波傾系數(shù)0.7。4.某船實(shí)測(cè)的縱搖幅值的統(tǒng)計(jì)表如下：試求：（1）從實(shí)測(cè)結(jié)果直接求縱搖運(yùn)動(dòng)平均幅值，有義幅值，1/10最大平均幅值；（2）假設(shè)縱搖幅值符合瑞利分布，寫(xiě)出分布參數(shù)R的表達(dá)式；（3）若知瑞利分布參數(shù)R=19.0，求縱搖幅值隨機(jī)過(guò)程的方差和縱搖有義統(tǒng)計(jì)值。序號(hào)123456789幅值（度）0-11-22-33-44-55-66-77-8出現(xiàn)數(shù)72133120884625106500操縱性一、船舶運(yùn)動(dòng)方程1.水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)2.現(xiàn)行操縱運(yùn)動(dòng)微分方程二、航向穩(wěn)定

10、性和回轉(zhuǎn)性1.穩(wěn)定性衡準(zhǔn)數(shù)C、干擾力臂、抗干擾力臂2.改善穩(wěn)定性的措施3.回轉(zhuǎn)的三個(gè)過(guò)程、特點(diǎn)、表征回轉(zhuǎn)性好的數(shù)值范圍：回轉(zhuǎn)圈（5個(gè)概念）；CP；三個(gè)階段的受力分析（水滴形與普通型）4.為什么回轉(zhuǎn)性與穩(wěn)定性矛盾5.為什么不操舵只具有直線穩(wěn)定性，樞心、漂角三、船舶對(duì)操舵的響應(yīng)1.回轉(zhuǎn)阻尼預(yù)報(bào)圈2.K、T物理解釋、運(yùn)動(dòng)學(xué)意義3.縱距、橫距、KT值的關(guān)系四、自由自航船舶操縱性實(shí)驗(yàn)1.回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)2.螺線/逆螺線實(shí)驗(yàn)3.Z形操舵試驗(yàn)、概念、特征圖4.尺度作用產(chǎn)生的原因5.了解操縱性衡準(zhǔn)五、舵設(shè)計(jì)耐波性一、海浪與統(tǒng)計(jì)分析1.風(fēng)浪三要素、風(fēng)浪要素定義（表現(xiàn)波狀、波幅、周期）、風(fēng)浪、風(fēng)級(jí)、涌浪2.史密斯效應(yīng)、有義波高、疊加原理、長(zhǎng)/短峰波、各態(tài)歷經(jīng)性、正態(tài)分布、瑞利分布3.海浪譜有關(guān)概念（密度、窄寬譜）4.不規(guī)則海浪研究思路5.譜分析法二、船舶橫搖1.共振2.表觀重力、有效波傾及