船舶操纵与摇荡PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 船舶运动 1

1.1.2 船舶操纵 2

1.1.3 船舶摇荡 3

1.2 附加质量和附加惯性矩 6

第二章 船舶操纵 8

2.1 船舶操纵的基本概念 8

2.1.1 表征操纵运动的坐标系及主要参数 8

2.1.2 船舶操纵运动的线性方程式 10

2.1.3 航向稳定性 15

2.1.4 转首性、跟从性和回转性 17

2.2 操纵性衡准 18

2.2.1 船舶回转圈 18

2.2.2 操纵性特征曲线 22

2.2.3 K、T指数 23

2.2.4 转首指数P 27

2.3 操纵性试验 27

2.3.1 回转试验 28

2.3.2 Z形操纵试验 30

2.3.3 其它试验方法 33

2.4 舵的设计 34

2.4.1 舵的作用 34

2.4.2 舵设计的基本思想 34

2.4.3 舵的数目、形式与位置的选择 35

2.4.4 舵参数的选择 36

2.4.5 舵的水动力和舵机转矩的计算 44

2.4.6 舵设计计算举例 53

2.5 改善操纵性的措施 55

2.5.1 船舶主尺度和形状对操纵性的影响 55

2.5.2 特种操纵装置 56

第三章 海浪与统计分析 60

3.1 海浪 60

3.1.1 概述 60

3.1.2 余弦波 61

3.1.3 风级和浪级 63

3.2 不规则波的理论基础 66

3.2.1 不规则波的基本概念 66

3.2.2 随机过程 67

3.2.3 随机过程的概率分布 68

3.2.4 瑞利分布 72

3.2.5 多年一遇的波浪预报 75

3.3 谱分析的基本概念 75

3.3.1 频域分析和时域分析 75

3.3.2 谱密度函数 76

3.3.3 风浪的谱密度公式 81

3.4 线性系统的响应关系 86

3.4.1 线性系统与线性变换 86

3.4.2 频率响应法和脉冲响应法 87

3.4.3 频率响应函数和频率转换 90

3.4.4 船舶摇荡预报的一般程序 91

3.4.5 设计极值预报 93

第四章 船舶横摇 96

4.1 由线性理论确定横摇频率响应函数 96

4.1.1 船舶在波浪上的运动特点 96

4.1.2 横摇的受力分析 98

4.1.3 横摇微分方程的解及频率响应函数 100

4.1.4 横摇的谐摇状态及临界状态 103

4.2 由模型试验确定横摇频率响应函数 106

4.2.1 横摇模型试验的相似关系 107

4.2.2 规则波中横摇试验方法 108

4.3 横摇水动力系数的确定 108

4.3.1 横摇惯性矩 108

4.3.2 横摇固有周期 109

4.3.3 线性阻尼力矩系数 113

4.3.4 非线性阻尼力矩系数 115

4.3.5 由模型试验确定阻尼系数 117

4.3.6 航速对无因次衰减系数的影响 119

4.4 船舶横摇幅值的估算 120

4.4.1 极限横摇幅值的确定 120

4.4.2 横摇估算图谱 123

4.5 横摇减摇装置 128

4.5.1 减摇装置概述 128

4.5.2 舭龙骨 130

4.5.3 减摇鳍 133

4.5.4 被动式减摇水舱 134

第五章 船舶纵摇和垂荡 140

5.1 不规则波中的纵摇和垂荡 140

5.1.1 概述 140

5.1.2 用模型试验确定频率响应函数 143

5.1.3 谐摇状态与临界状态 144

5.2 纵向运动性能的近似估算 147

5.2.1 莫尔公式的适用范围 147

5.2.2 莫尔回归公式 148

5.3 耐波性的理论计算 150

5.3.1 概述 150

5.3.2 二元切片上的流体动力 153

5.3.3 垂荡和纵摇的计算 163

5.3.4 横荡、首摇和横摇的计算 170

5.4 斜浪中的船舶摇荡 172

5.4.1 斜浪中波浪扰动力周期 172

5.4.2 遭遇浪向对扰动力幅值的影响 173

第六章 耐波性设计考虑及实船试验 175

6.1 纵向运动的设计参考 175

6.1.1 船舶运动的标准差 175

6.1.2 耐波性设计参考 177

6.2 船舶主要尺度和形状对耐波性的影响 179

6.2.1 船舶主尺度对耐波性的影响 179

6.2.2 船舶形状对时波性的影响 181

6.3 实船的耐波性试验 182

6.3.1 静水中的横摇衰减试验 182

6.3.2 风浪中的耐波性试验 183

6.3.3 实船测试的谱分析 187