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菱形係數
鎖定
- 中文名
- 菱形係數
- 外文名
- prismatic coefficient
- 別 名
- 稜形係數
- 值
- 方形係數與中橫剖面係數之比
- 一級學科
- 船舶工程
- 二級學科
- 船舶總體
目錄
菱形係數簡介
菱形係數是指與基平面相平行的任一水線面(常指設計水線面)以下船的型排水體積(
)與對應的船長(L)及中橫剖面面積(AM)的乘積所表示的稜柱體體積之比,常用符號
或
表示
式中
或
為菱形係數;
為型排水體積;L為船長;AM為中橫剖面面積;B為船寬;T為吃水;CB為方形係數;CM為中橫剖面係數。對於船長上,民用船常用垂線間長,軍用船取水線長。
表徵排水量沿船長方向的分佈,也表示艏艉相對於舯部的尖瘦或鈍肥程度,有時也稱縱向菱形係數。具有相同長度和型排水體積的兩艘船舶,
較小者將有較大的中橫剖面面積,故排水量較多地集中在舯部;
較大者,則中橫剖面面積較小,兩端較豐滿。根據需要,有時也採用按部分船體計算的前體和後體菱形係數或進流段和去流段菱形係數。菱形係數對快速性影響較大,對船舶耐波性及建造工藝等也有影響。
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菱形係數確定菱形係數應考慮的因素
菱形係數菱形係數對排水量的影響
菱形係數菱形係數對阻力的影響
關於
影響剩餘阻力的原因,可以從首波的高壓區位置變化來解釋。我們從船舶阻力知識知道:首波峯距首垂線的距離X隨速度的增加而增大,即波峯隨航速提高而後移,其變化關係可近似地表現為:
對於低速船,高壓區只佔船長的10%~15%。當FN=0.30時,高壓區可達船長的35%~40%。因此,對於中低速船,船的興波作用僅發生於首端,首波峯的高壓區主要作用在首柱附近,
小時,首端較尖瘦,滿載水線常呈微凸形,這樣,不僅可減小首波的波高,還可減小波峯區的動水壓力在船舶前進方向的分力,以降低興波阻力,因此中低速船的
值宜取小。隨着航速的提高,首橫波的波長逐漸加大,其發生點也逐漸後移,波峯區向後延伸,因而對興波阻力有顯著影響的區域不僅是首端,而是擴展到整個進流段乃至整個前體。此時,如
值仍取較小,則在進流段與中體相接處勢必出現明顯突肩,造成強烈的興波作用。另外,與小的
值相適應的微凹形水線在波峯區與中線面的夾角勢必增大,波峯區的動水壓力在船舶前進方向的分力也大,對興波阻力不利,所以,高速船
值小時,興波阻力會增加;反之則可減小興波阻力,如圖3所示。
理論上對剩餘阻力最有利的
值如圖4中的曲線①所示:當FN<0.30時,
約為0.52,在FN=0.30~0.45的範圍內,
的最佳值則由0.52增大到0.65;當FN>0.45時,
在0.65左右具有最低的剩餘阻力,並基本上不再增加。
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菱形係數菱形係數對總體佈置的影響
菱形係數菱形係數的確定
確定
主要從快速性方面考慮。但對於一般的低速運輸船,阻力上最佳的
往往不能與經濟上最佳的方形係數配合。對這類船舶,首先要分析主要使用狀態下對應FN的經濟上有利的CB值。考慮圖5的CB—CM關係,儘可能取適宜的CM值,使
接近最佳。
近年來,一般運輸貨船船型係數選用上的一種發展趨勢就是取儘可能大的CM以降低
,即使如此,實際的
仍難以達到理論最佳值,所以在較低FN時,從CB的經濟值及與之相應的CM出發來選擇
為宜,這種從重量及經濟指標來考慮的
稱菱形係數經濟值。圖4曲線②③④所提出的數值均超過泰勒的最佳值就是按此原則建議的。