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靜水力曲線
鎖定
靜水力曲線,是對船舶靜止正浮狀態時的浮性要素、初穩性要素和船型係數等與吃水相關的各種曲線的總稱。可根據型線圖計算而得。可為後續設計提供有用的數據,也可供船員估算船舶在使用過程中任何吃水時的靜水力性能,以便合理地裝載貨物和油、水等。
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- 中文名
- 靜水力曲線
- 實 質
- 與吃水相關的各種曲線的總稱
- 依 據
- 型線圖計算而得
- 作 用
- 為後續設計提供有用的數據
- 應 用
- 估算在任何吃水時的靜水力性能
靜水力曲線簡介
靜水力曲線是體積排水量、重量排水量、浮心座標、水線面積等表徵艦船水下部分所受水的靜力作用的變量隨吃水變化關係的一組曲線,這組曲線在浮性與穩性之間經常要用到。在浮性計算中靜水力曲線可用來求解兩類問題:一類是已知艦船的吃水,求排水量、浮心座標、水線面面積等;另一類是已知艦船的排水量,求吃水、浮心座標、水線面面積等。
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靜水力曲線內容
靜水力曲線一般包括以下曲線:
(1)型排水體積曲線;(2)總排水體積曲線;(3)總排水量曲線;(4)浮心縱向座標曲線;(5)浮心垂向座標曲線;(6)水線面面積曲線;(7)漂心縱向座標曲線;(8)每釐米吃水噸數曲線;(9)橫穩心半徑曲線;(10)縱穩心半徑曲線;(11)每釐米縱傾力矩曲線;(12)切水線面係數曲線;(13)橫剖面係數曲線;(14)方形係數曲線;(15)稜形係數曲線;等等。
靜水力曲線繪製要求
圖1所示為典型的靜水力曲線圖。一般用座標紙繪製。圖上縱座標為吃水、橫座標為釐米讀數。圖中曲線分佈要均勻,不宜擠在一起造成混淆。比例尺要選擇適宜,既要種類少,又要儘可能使圖上讀到的數字易於換算。繪製曲線的數據均包含在圖1表格中。
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靜水力曲線靜水力計算
在船舶性能計算中,經常需要計算橫剖面和水線面的面積、排水體積以及這些面積與體積的幾何形心。為了計算船舶穩性,還需要計算水線面面積的慣性矩等。這些計算習慣上稱為船體計算,是船舶設計中的基礎工作之一。在理論上這些計算都可以用定積分直接解決問題,但由於船體型線比較複雜,因此一般都是根據型線圖(或型值表)用數值積分法來進行計算的。在船體計算中,最常用的數值積分法有梯形法、辛浦生法和乞貝雪夫法三種。
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船舶靜水力曲線計算的主要內容為船舶排水量和浮心位置計算。船舶排水量和浮心位置,通常是指船舶在正浮狀態下的排水體積和體積形心的位置。這些計算是根據型線圖及型值表進行的。其基本方法是:計算船舶排水體積是用若干個與任意一個剖面平面(通常為中橫剖面平面或中縱剖面平面)平行的平面,將船舶水下體積分割成若干個薄層微體積,算出這些薄層微體積,並求其總和,即為船舶的排水體積。計算排水體積的形心座標的方法是,算出上述各薄層微體積對某一個座標平面的慣性矩,並求出這些慣性矩的總和,然後將該總和除以排水體積,即為該排水體積下的形心距該座標平面的距離,亦即浮心位置座標。
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具體計算時,通常把船體的水下體積沿縱向船長方向或垂向吃水方向分割成若干個薄層微體積而進行的,這就是通常所説的根據水線面或橫剖面計算船舶排水體積和浮心座標位置的方法。