船舶静力学习题集汇总

《船舶静力学》习题集《船舶静力学》习题集第2页校训严谨求实团结进取教风敬业精业善教善育工作作风办公唯实勤勉高效学风勤学勤思求真求新第一章绪论《船舶静力学》习题集第3页学习目标1．了解课程学习内容2．掌握补充知识中的相关概念思考与练习1．船舶原理研究哪些内容？2．中机形船、尾机形船各有什么优缺点？3．船体坐标的正负是怎么规定的？第二章船体几何要素及船体近似计算法学习目标1.掌握船体主尺度、船型系数等船形参数的定义及几何意义；能够根据相关数据计算船型系数。2.船体几何要素包括船体主尺度、船形系数和尺度比,是表示船体大小、形状、肥瘦程度的几何参数。3.理解船体近似计算法的基本原理；4.掌握梯形法、辛氏法的计算公式；运用梯形法、辛氏法进行积分的近似计算.5.掌握运用梯形法进行船体水线面和横剖面计算的数值积分公式及计算表格。6.实例练习思考与练习1.作图说明船体的主尺度是怎样定义的？其尺度比的主要物理意义如何？2．作图说明船形系数是怎样定义的?其物理意义如何?试举一例说明其间的关系。3．某海洋客船船长L=155m,船宽B=18.0m,吃水d=7.1m排水体积=10900m3。中横剖面面积AM=115m2,水线面面积AW=1980m2.试求:(1)方形系数CB;(2)纵向棱形系数Cp;(3)水线面系数CWP;(4)中横剖面系数CM;(5)垂向棱形系败CVP。4.两相等的正圆锥体在底部处相连接,每个锥体的高等于其底部直径.这个组合体浮于水面,使其两个顶点在水表面上试绘图并计算：(1)中横剖面系数CM;(2)纵向棱形系数Cp;(3)水线面系数CWP;(4)方形系数CB。5.某游艇排水体积=25m3,主尺度比为：长宽比L/B=5.0,宽度吃水比B/d=2.7,方形系CB=0.52,求：该艇的主要尺度L、B及d。《船舶静力学》习题集第4页6.试说明船舶静力学计算中常用的近似计算法有哪几种?梯形法和辛氏法的基本原理以及它们的优缺点？7.设曲线方程为y=sinx,利用下列各种方法计算0dsinxx,将其与算到小数后五位值的精确解进行比较,并求出相对误差。(1)梯形法(三坐标)；(2)辛氏法(三坐标)；8.设一艘船的某一水线方程为：225.012LxBy其中.船长L=60m,船宽B=8.4m,利用下列各种方法计算水线面积:(1)梯形法(十等分);(2)辛氏法(十等分);(3)定积分,并以定积分计算数值为标准,求出其它两种方法的相对误差。9.对下图所示的两个横剖面的半宽及其水线间距(单位为m)先修正其坐标，然后用梯形法计算其面积。10.某船的水线面曲线在各站号处的半宽值如下表所列(站距为12m)：站号012345678910半宽yi(m)06.358.558.678.678.678.678.607.554.180(1)画出该曲线;(2)先修正坐标,然后列表求其面积。11.某船船长120米，试按6等分用梯形法计算某船水线面面积对oy轴的纵《船舶静力学》习题集第5页向惯性矩LI？（积分公式ydxxILLL2222）？第三章浮性学习目标1．掌握浮性基本概念、船舶的平衡条件、浮态种类及特点；2．掌握船舶重量和重心位置的计算方法；3.理解船舶排水量和浮心位置的计算原理，掌握计算方法；4.理解横剖面面积曲线和水线面面积曲线特性；5.掌握船舶任意吃水下排水体积和浮心位置计算方法；6.了解船舶在纵倾状态下排水体积和浮心位置的计算方法；7.理解储备浮力及载重线标志的意义。思考与练习一、简答题1.船舶的平衡条件是什么?船舶的漂浮状态通常有哪几种情况?表征各种浮态的参数有哪几个?2.船舶的重量W和重心位置G(xG,yG,zG)如何计算?3.民用船舶的空载排水量和满载排水量的含义如何?4.按垂向计算系统和纵向计算系统,叙述船舶的排水体积和浮心位置B(xB,yB,zB)的计算原理及具体步骤。并分别写出其积分基本公式和数值积分公式,同时熟悉表格计算形式。5.垂向和纵向计算系统通常各应用于哪种浮态?6.以水线面面积曲线为例说明定上限积分和变上限积分的含义,并用梯形法写出两者的数值积分公式。7.何谓每厘米吃水吨数TPC？其公式TPC=100WwA是如何导出的？它有什么用途？试举例说明。8.分别叙述水线面面积曲线AW=f(z)和横剖面面积曲线As=f(x)的特性。9.分别说明型排水体积(量),总排水体积(量)和储备浮力的含义是什么?10.浮心垂向坐标zB和纵向坐标xB如何计算?11.何谓邦戎曲线?如何绘制?它有什么用途?12.如何应用邦戎曲线计算船舶具有纵倾浮态下的排水体积和浮心位置B(xB,zB)?《船舶静力学》习题集第6页13.费尔索夫图谱的表达形式如何?它是如何绘出的?有什么用途?试举例说明。二、计算题1.某海船中横剖面是长方形。各水线长均为l28m,最大宽度为15.2m,每隔1.22m自上而下各水线面面积系数是:0.80,0.78,0.72,0.62,0.24和0.04。试列表计算:(1)各水线的每厘米吃水吨数;(2)最高水线下的排水量和浮心垂向坐标;(3)自上而下第二水线下的排水量和浮心垂向坐标;(4)最高水线下的方形系数;(5)最高水线下的棱形系数。2.某船长为60m,其水线下横剖面均为等边三角形,从尾垂线起各站的宽度值为：0.3,1.6,4.3,5.0,4.6，4.0,3.3(单位为m),试求:(1)水线面漂心位置xF;(2)排水体积；(3)浮心位置xB、zB；(4)方形系数CB。3．某船的一个煤舱长为24m,自尾至首各横剖面面积为5.7,8.7,11.3,10.1,8.8(单位为m2)这些剖面的形心在基线以上的高度分别为3.7,3.5,3.3,3.5,3.6(单位为m)。剖面之间的间距为6m。设煤舱的积载因数(每吨煤所占体积的m3数)为1.56m3/t。试列表计算:(1)该舱载煤吨数;(2)该舱的重心位置(基线以上距离以及距煤舱尾舱壁的距离)。4.某海船各水线的排水量为10804,8612,6511,4550,2810,1331,263(单位为t),各水线间距为1.22m,求在吃水为7.8m时船的浮心垂向坐标zB。5.某海船各水线面面积为200,185,160,125,30(单位为m2),试求该水线面的每厘米吃水吨数TPC,并按一定的比例绘制TPC=f(d)曲线。若设其水线间距为0.5m,试求船在各水线下的排水体积,并按比例绘制=f(d)曲线(列表计箅)。6.某海船具有下列数据：水线号0123456水线面积（m2）6308109361024110411641220水线间距d=1.10m,按梯形法列表计算并绘制:(1)排水量曲线;(2)每厘米吃水吨数曲线。7.某货船在A港内吃水d=5.35m,要进入B港,其吃水不能超过d1=4.60m,船在d2=5.50m时,(TPC)2=18.60t/cm,在吃水d3=4.50m时,(TPC)3=14.8t/cm,假定每厘米吃水吨数对于吃水的变化是一直线,求船进入B港前必须卸下的货物重量。《船舶静力学》习题集第7页8.某船船长L=164m,船宽B=19.7m,方形系数CB=0.50,水线面系数CWP=0.73,在海水中平均吃水d=8.20m,求船进入淡水中的平均吃水。9.某船在海水中的正常吃水d=2.20m,排水量=930t,水线面面积AW=606m2,型深D=3.35m,在甲板处的水线面面积AW=658m2,假定船的水上部分舷侧是直线形状,求储备浮力占排水量的百分数。10.某内河客货船的尺度和要素如下,吃水d=2.40m,方形系数CB=0.654,水线面系数CWP=0.785,假定卸下货物重量p=8%排水量。求船舶的平均吃水(设在吃水变化范围内船舷是垂直的)。第四章初稳性学习目标1．掌握船舶稳性的基本概念；2．掌握船舶初稳性高及复原力矩的计算方法；3．了解静水力曲线图中稳性曲线的绘制方法；4．理解重量移动和装卸载荷对船舶浮态及初稳性的影响，掌握相关计算方法；5．理解自由液面和悬挂重量对船舶浮态及初稳性的影响，掌握相关计算方法；6．了解船舶典型装载情况下浮态和初稳性的计算方法；7．掌握船舶倾斜试验原理和方法。思考与练习一、简答题1.何谓船舶稳性？2.复原力矩是怎样形成的(作图说明并写出复原力矩表达式)？3.何谓船舶的静稳性和动稳性？何谓船舶的横稳性和纵稳性？4.在研究船舶稳往时为何将稳性分成初稳性和大倾角稳性，如何划分？5.何谓“等体积倾斜”？如何确定等体积倾斜水线的位置？6.什么叫稳心、稳心半径?稳心半径主要与哪些因素有关?7.初稳性公式适用范围如何?为什么?8.什么叫横稳性高?为什么说它是衡量船舶初稳性好坏的主要指标?如何应用它判断船舶的稳定性?为什么船一般总是横向倾覆而不是纵向翻掉?《船舶静力学》习题集第8页9.在横剖面图上绘出浮心B、重心G和横稳心M的位置,并标出浮心、重心和横稳心的垂向坐标zB、zG和zM,以及横稳心半径BM(r),说明它们与横稳性高GM(h)之间的关系。10.如已知船的长度L,平均吃水d,水线面面积漂心位置xF和纵倾值t,通过作图写出船舶首倾角后的首尾吃水公式.11.什么是船舶静水力曲线?它包括哪几种性质的曲线?各自又包括哪些曲线?各曲线走向如何?静水力曲线有什么用途?能否根据某一吃水查出船舶的有关静水力性能。12.船上重量移动(包括垂向、横向、纵向移动)对稳性和浮态的影响如何?13.船舶装上或卸下小量重量,对稳性和浮态的影响如何?要使船舶在装卸重量后,不产生倾斜,该重量应装卸在什么地方。为什么？若还要船舶的初稳性高GM也不变,那么重量又应该装卸在什么地方？为什么?14.说明装上或卸下大量重量对船的稳性和浮态的影响。为什么要利用静水力曲线来计算,并叙述其计算步骤。15.悬挂重量和滚动重量对初稳性高的影响如何?16.自由液面对船舶稳性的影响如何?减小自由液面影响的办法有哪些?17.提高(或改善)船舶初稳性的措施有哪些?最有效的措施是什么？为什么?18.叙述船舶倾斜试验的目的和基本原理以及试验方法、步骤和注意事项。二、计算题1.某内河船的排水量=820t,水线面面积对x轴的惯性矩IT=2380m4,初稳性高GM=1.70m,求重心在浮心以上的高度。2.某长方形起重船的主要尺度为：船长L=15m,船宽B=9.0m,型深D=2.0m,起重船主体重为p1=56t,其重心高度为1KG0.85m,船的上层建筑重为p2=78t,重心高度为2KG7.5m,水的重量密度为w=1.025t/m3,试计算:(1)横稳性高GM；(2)纵稳性高LGM。3.某巡洋舰的排水量=10200t,船长L=200m,当尾倾为1.3m时,水线面面积的纵向惯性矩IL=420×104m4,重心的纵向坐标xG=－4.23m,浮心的纵向坐标xB=－4.25m,水的重量密度w=1.025t/m3。试求纵稳性高LGM。《船舶静力学》习题集第9页4.某一为方形剖面的匀质物体正浮于淡水中,水的重量密度为1.000t/m3,试问该物体的重量密度w1为多少时才能保持其稳定漂浮状态?5.已知某内河船的数据为船长L=48m,船宽B=8.2m,吃水d=1.2m,方形系数CB=0.68,横稳性高GM=1.8m,纵稳性高LGM=92.0m,试求:(1)横倾1°力矩;(2)纵倾1厘米力矩;（3）如果把船上10t重物横向移动2m,纵向移动5m(往船尾方向移动),求重物移动后的横倾角、纵倾角及首尾吃水。假定水线面漂心xF的位置在船中央。6.某船正浮时初稳性高GM=0.6m，排水量=10000t,把船内100t货物向上移动3m,再横向移动10m,求货物移动后船的横倾角。7.某船有初始横倾角=2°36＇,现将重量为3%排水量的货物横向移动,使船复原到正浮位置。已知船的初稳性高GM=1.30m,求货物移动的距离。8.某巡洋舰的首吃水dF=5.65m,尾吃水dA=5.97m,每厘米纵倾力矩MTC=272t·m,试问要从后舱抽出多少吨油到前舱方可使船平浮。两舱之间的距离l=156mm。9.某船主要数据为:船长L=13