第01章 船形與近似計算

第一章船形與近似計算船舶靜力學1.1主尺度與船型系數(shù)1.2船體線型圖1.3船體近似計算方法天山天池1.1主尺度和船型系數(shù)1/1一.主尺度二.排水量三.船型系數(shù)四.主尺度比一.主尺度-縱向1/4艏垂線2/4艉垂線3/4橫向、垂向尺度4/4二.船舶排水量1/1三、船型系數(shù)1/4中橫剖面系數(shù)

Cm=Am/(B×T)(0.85-0.99)水線面系數(shù)

Cw=Aw/(L×B)(0.70-0.90)方形系數(shù)2/4

高速船=0.50-0.60(優(yōu)良線型)

普通貨船=0.65-0.75(適中線型)

低速貨船=0.75-0.85(肥胖線型)

縱向棱形系數(shù)3/4(Cp=0.55–0.85)垂向棱形系數(shù)4/4四.主尺度比L/B=length/Breadth(阻力)B/T=Breadth/Draught(淺吃水)

1/3主尺度比(2)2/3D/T=Depth/Draught(適航性)主尺度比(3)3/3L/D=length/Depth(縱向強度)B/D=Breadth/Depth(橫向強度)1.2船體線型圖1/1一.實例二.三個基本平面三.船體線型圖四.線型光順1000噸海監(jiān)船橫剖面圖1/21000噸海監(jiān)船縱剖面水線面圖2/2二.三個基本平面1/2三個基本視圖2/2

橫剖面圖：沿船長把船體等分為10/20個剖面，將各剖面所截的船體表面曲線(橫剖線)投影在中橫剖面上。水線面圖：沿船高度等間距做基面的平行剖面，將各剖面所截的船體表面曲線(水線)投影在基面上?？v剖面圖：沿船寬做若干平行中縱剖面的剖面，將各剖面所截的船體表面曲線(縱剖線)投影在中縱剖面上。三、船體線型圖橫剖線族1/7橫剖面圖2/7H1J1縱剖線、水線族3/7縱剖面、水線面圖4/7H11J11理論線

理論線:船體的型表面，即船體外板的內(nèi)表面。木船理論線:船體外板的外表面。5/7外面內(nèi)面型值表6/7站號

半寬(mm)

高度(mm)基線100028003500上甲首樓000100020003000上甲首樓0845207528507802390345043004100210067523953300381030124025803250405049502410355039204150605801850400062400374041654220425050993004000832404200250425042505099180400010221039754250425042505010019840001215803220401041204190501607904020146152260334035803800130740205041701620012602340266031504068021704190444018100440111013302110320047025304600636047906690207027584017409805690524071401000噸海監(jiān)船型值表7/7四.線型光順1/2線形光順的要求1.格子線位置正確。2.單根曲線光順，同組曲線變化規(guī)律相同。線型光順3.同一點的坐標在三個不同的投影面內(nèi)完全相同?？v剖線與站線交點的高度、縱剖線與水線交點的縱向位置一致。4.斜剖線或其他檢查線光順。5.放樣與完工型值2/21.3船體近似計算方法1/1一.概述二.梯形法

辛浦生法

5,8,-l定律

辛浦生第二方法

面積中心計算

算例三.提高計算精度的方法一.概述1/3面積儀用于確定曲線所圍成的面積。S=k(θ2-θ1)2314θ1,θ2-輪4讀數(shù)k-儀器系數(shù)求積儀

用于確定平面圖形的面積、靜力矩和慣性矩。2/32111348910面積:F=k1f(f-輪8讀數(shù))對xx軸靜矩:M=k2m(m-輪9讀數(shù))對xx軸慣性矩:I=k3f-k4i(i-輪3讀數(shù))k1,k2,k3,k4

儀器系數(shù)為什么用近似計算方法

船體線型復雜，不能用數(shù)學曲面表達，只能近似計算；計算量大，必須用計算機，計算機只能處理近似計算；采用近似計算，可以達到工程要求的精度。3/3二.梯形法1/1原理：用折線代替曲線進行數(shù)值積分。算式：其中L：積分區(qū)間；

n：等分數(shù)；

ε=(yo+yn)/2:修正值辛浦生法1/1原理：用分段二次拋物線代替實際曲線積分算式：其中(辛浦生數(shù)):L：積分區(qū)間；

n：等分數(shù)；

(偶數(shù))5,8,-1定律1/1面積ABEF=面積BCDE=辛浦生第二方法1/1原理：用分段三次多項式代替實際曲線積分算式：其中(辛浦生數(shù)):L：積分區(qū)間；

n：等分數(shù)；

(3的倍數(shù))面積中心計算相對于指定軸的面積中心相對于指定軸的面積矩面積=1/1例11/51.精確解2.梯形法解3.辛浦生第一方法解4.辛浦生第二方法解例22/5精確解:梯形法:辛浦生1:辛浦生2:xyo11說明13/5一般擬合曲線的冪次越高，近似計算的精度越高；但是，只有當擬合曲線越接近真實曲線，其近似計算的精度才越高。例1中：二次拋物線的計算精度最高(更接近tg(x))；例2中：所有的方法都有最高的精度。說明24/52.近似計算方法主要用于計算曲線下的面積。以水線面為例：水線:面積:面積矩:面積慣矩:用型值求擬合曲線系數(shù)代入積分式求高次積分;用Z=Z(X)代替積分曲線，近似計算求Z的面積A=∫ydx=∫(a2x2+a1x+a0)dx=(a2x3/3

+

a1x2/2

+

a0x)|

=(x2-x0)(y0+4y1+y2)/6My=∫yxdx=∫(a2x2+a1x+a0)xdx=(a2x4/4

+

a1x3/3

+

a0x2/2)|

=(x2-x0)(y0x0+4y1x1+y2x2)/6Ix=2/3∫y3dx=2/3∫(a2x2+a1x+a0)3dx=2/3∫[a23x6+a13x3+a03+3a22x4(a1x+a0)+3a12x2(a2x2+a0)+3a02(a2x2+a1x)+6a2a1a0x3]dx=(x2-x0)(y03+4y13

+y23)/6說明3x2x0x2x05/5三.提高計算精度的方法1/8

在船舶近似計算中提高計算精度的方法有：1.對實際被積分曲線合理地分段；2.選用精度較高、與實際曲線更接近的近似計算方法；3.增加區(qū)間的等分數(shù)；4.局部增加等分數(shù)，如增加中點坐標；5.進行端點修正。選擇合理的計算方法2/81.對實際被積分曲線合理地分段；2.選用精度較高、與實際曲線更接近的近似計算方法；梯形法；辛浦生1：辛浦生2：增加等分點數(shù)3/8插入等分點4/8端點修正（1）5/8

端點在等分點上，用面積相等，修正端點的值；端點修正（2）6/8

端點在等分點外，用面積相等，求等價端點E，做平行線，求yo的修正值y’o

；端點修