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海洋工程基礎--第六章ppt
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    PPT摘要

    這是一個關于海洋工程基礎--第六章ppt,主要介紹了1、 術語。2、 船體幾何形狀。3 、水靜力學和穩性。4 、阻力和推進。5、 浮筒(標)系統等等內容。歡迎點擊下載!

    海洋工程基礎 第六章 浮體和潛體的水動力性能
    一.術語
    術語:術語(terminology)是在特定學科領域用來表示概念的稱謂的集合,在我國又稱為名詞或科技名詞(不同于語法學中的名詞)。術語是通過語音或文字來表達或限定科學概念的約定性語言符號,是思想和認識交流的工具。它具有專業性、科學性、單義性、系統性等基本特征。
    我們分析、設計的海洋結構物包括固定式、浮式和下潛式海洋系統。船舶結構系統要求船舶具有一種能幫助船舶穿越海洋的推進手段。數十年來,船舶的設計分析,一直是由造船工程師完成的。海軍在全世界的海洋中駕駛著軍艦和其他帶推進裝置的船艇。與船舶設計有關的術語與陸上建筑物在傳統設計中所使用的術語完全不同。其中某些術語也用于海洋工程。
    表6-1   船舶術語
    表6-2   船舶工程和海洋工程中使用的術語符號
    二.船體幾何形狀
    船體幾何形狀的基本圖形表示方法是型線圖。型線圖是船舶設計、計算和建造的重要依據,因而是關系到船舶全局的一張圖紙。一張型線圖包括橫剖線圖,縱剖線圖和半寬水線圖。
    船舶主尺度
    總長[LOA] :自船首最前端至船尾最后端的水平距離.
    垂線間長[Lpp]:首垂線FP與尾垂線AP之間的水平距離。一般情況下,如無特別說明,習慣上所說的船長 常指垂線間長。
    設計水線長[LWL]:設計水線在首柱前緣和                        尾柱后緣之間的水平距離。
    船舶主尺度
    型寬[B]:指船體兩側型表面(不包括船體外板厚度)之間垂直于中線面的水平距離。
    型深[D]:在上甲板邊線最低點處,自龍骨上表面(即基線)至上甲板邊線的垂直距離。
    吃水[d]:基線至設計水線的垂直距離,有些船,設計的首位尾常吃水不同,則有首吃水、尾吃水及平均吃水。
    三.水靜力學和穩性
    浮體和潛體的水靜力學特性,是根據阿基米德定律來確定的。阿基米德定律指出:一個浸沒于液體中的物體所受到的浮力等于該物體所排開的液體的重量。因而,船舶的重力向下(正比于船舶的重量);而船舶所受到的浮力方向向上(正比于船舶所排開的液體的質量),與重力平衡。
    靜穩性
    潛體和浮體的穩性通常分為靜穩性和動穩性。
    船舶在外力作用下偏離其平衡位置而傾斜,當外力消失后,能自行回復到原來平衡位置的能力,稱為船舶穩性。或者說船舶穩性是船舶在外力作用消失后保持其原有位置的能力。
    浮體和潛體通常都是剛體。對平衡狀態而言,作用于船舶的所有力及力矩的總作用應為零。浮體的靜態平衡狀態是指該物體在靜止的水面上處于直立(正浮)狀態。這就是說,所有向下的重力的合力與所有向上的浮力的合力應大小相等,并作用在同一垂直線。
    浮體與潛體的三種穩性狀態
    浮體與潛體的3種穩性狀態分別是穩定狀態、中性狀態和不穩定狀態
    穩定狀態:如果船舶受到外力或者外力矩的作用而改變浮態,當該外力或外力矩移去后,船舶仍能回復到原先的平衡狀態,這時就稱船舶處于穩定狀態
    浮體的穩心及初穩性
    船的重量在傾斜前后沒有變化,船的重心保持在原來的位置,故船的排水體積大小也沒有變化。但由于水線位置的變化,船體水下體積形狀已發生變化故浮心由原來的B點移到B1點。
    穩心M:通過新的浮心B1畫一條垂線,將于通過原浮心位置所畫的垂線相交,這兩條垂線的交點就是穩心。
    由于浮心由B點移至點,此時重力W的作用點G和浮力Δ的作用點不在同一鉛錘線上,因而產生了一個復原力矩MR。
    潛體的穩性和穩定狀態
    潛體傾斜某一角度后,其重量W和重心G的位置沒有變化,排水體積的形狀及浮心B的位置也沒有變化,因此它的穩定性完全取決于浮心B和重心G的相對位置之間的關系。
    四.阻力和推進
      阻 力
    摩擦阻力
    水為具有黏性的液體。船體與水接觸,就會有一部分水黏附在船體上。當船舶航行時,船體表面與水摩擦形成摩擦阻力。
    摩擦阻力的大小除與水的黏性有關外,還與船體水下濕表面積的大小、表面的光滑程度以及航速有關。
    對于低速船,摩擦阻力占總阻力的比例較大。對于高速船,摩擦阻力占總阻力的比例大約為50%。
    興波阻力
    水波阻力的形成可以理解為,由于船舶的運動產生波浪,使周圍水對船體的壓力發生了變化,這些壓力在船長方面的分力的合力就是興波阻力。興波阻力與速度的平方成正比
    從能量觀點看,船體掀起的波浪具有一定的能量,這能量必然由船體供給。由于船體運動過程中不斷產生波浪,也就不斷耗散能量,從而形成興波阻力。
    對于低速船,興波阻力成分較小,對于高速船興波阻力將增加至40%~50%。
    大型海船采用球鼻首來降低興波阻力,目的是為了制造有利干擾。減少首部興波高度,降低興波阻力。
    阻力
    對于一艘船舶,其無因次阻力系數定義為:
    阻力
    對于肥鈍型物體如:球體、圓柱體或與流向垂直的盤面,邊界層將在物體的后部分分離,產生一個很大的伴流,從而導致巨大的壓力阻力,因此壓力系數CP和表面摩擦系數CF大很多。當物體是流線型時,邊界處呢個在接近尾部處分離,或者根本不發生分離,這時表面摩擦阻力占主導地位。
    要確定船體所受到的總阻力RT是十分困難的,因為在阻力系數CT、雷諾系數Re和傅汝德數Fr之間沒有通用的關系。雷諾數是慣量與粘性力的比值。傅汝德數是慣量和重力的比值。
    推進
    船舶靠某種形式的推進裝置產生動力,克服船舶阻力,從而在流體介質中前進。在前期,推力是靠風帆和槳來產生。后來又以蒸汽為能源來驅動推進器。現在,更常用的用于驅動推進器的能源是柴油、汽油或天然氣
    在船上需要設有專門的裝置或機構,把能源(如人力、風力、以及各種形式的發動機)發出的功率轉換為船舶前進的功率,即推進器。
    浮筒(標)系統
    在內河、海岸及海洋中,有大量不同類型的浮筒(標)系統,并且還有各種各樣的對這些不同形式的浮筒系統的需求。浮筒,正如其他艦船一樣被置于一個非常動態的海洋環境中,因此它對海洋波浪和水流產生動力響應。
    浮筒是漂泊于水面或沉浸在水中的物體,通常為圓柱形、球形、盤面形活圓環形,并以某種形式的錨和系泊索系泊于海底。
     

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    《海洋工程基礎--第六章ppt》是由用戶巴扎嘿于2017-02-14上傳,屬于高校大學PPT。
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