水动力系数
第四章船舶纵摇与 垂荡
V
90
V
180
0
V
正横浪 尾横浪
45
迎浪
顺浪
ω = 波浪频率 V = 船速 = 浪向角
=遭遇频率
航向、航速对船舶摇荡的影响
一、航速、航向对波浪干扰力（矩）频率的影响
航向、航速对船舶横荡的影响
一、航速、航向对波浪干扰力（矩）频率的影响
1。斜浪中的遭遇周期：
2。
航速、航向改变了遭遇周期，影响摇荡。
作用于船上的周期不是波的真实周期而应该是遭遇周期。
λ最大有义 ≈ 60 ζw/3
船舶在不规则波中的垂荡与纵摇
谱密度划分
根据组成不规则波的各单元波对纵向运动 的作用，我们对风浪谱密度作如下划分
(1)主成分波 波长等于船长的单元波和最大能量单元波 之间的单元波称为主成分波。它对纵向运动起 着主要的作用。 (2)有义成分波 波长等于3／4船长的单元波与最大有义波 之间的单元被，称为有义成分被。在有义成 分波区间之外的单元波对 船舶的纵向运动不 产生明显的影响． 船舶的纵向运动即取界决于风浪能量的大小，也取 决于规则波中顶浪航行时的风浪谱密度与频率响应 函数之间的关系．
3. 谐摇状态与临界状态
1。谐摇状态
船舶以航速 V 顶浪航行
遭遇周期
航速 波长
当波长一定时，随着航速增加：遭遇周期减小。 当航速一定时，随着波长增加；遭遇周期增加。
船舶在不规则波中的垂荡与纵摇
3.谐摇状态与临界状态
2。影响纵向运动的因素
固有周期 Te=Tφ Te=TZ 航速影响 零速时，运动较小频响的峰值偏向低频区域； V ,运动增加，频响峰值向高频区移动 1＜λ/ L＜2.5 波长/船长 =λ/ L 影响大
基于水动力-结构模型的波浪载荷计算方法
基于水动力-结构模型的波浪载荷计算方法任慧龙;孙葳;李辉;童晓旺【摘要】In order to recalculate the hydrodynamic pressure on the structural meshes robustly and accurately, a new calculating method of wave loads consistent with structural analysis has been presented. In accordance with the line-ar potential flow theory and the three-dimensional calculating method of wave loads in frequency domain, the boundary integral equation based on the hydro-structural model was established to solve the velocity potential on the structural nodes. This model can calculate the hydrodynamic pressure on structural meshes directly. Then the wave pressure calculating and automatic loading program were developed, which are applicable to the universal finite ele-ment method (FEM) solver MSC.NASTRAN. Finally, the hydrodynamic calculation and structural analysis of a re-plenishment ship were completed. The results indicate that the method proposed in this papercan obviously improve the equilibrium of the structural model, and can obtain more reasonable and reliable results for structural respon-ses, having significant application value for the engineering field.%为了更精确地计算分布于结构网格上的水动压力，提出了一种与结构分析协调的波浪载荷计算方法。
有压管流的水力半径就是圆管的半径
有压管流的水力半径就是圆管的半径
水力半径（Hydraulic Radius）是指水流在压力管道中单位截面净积水的面积与全管道断面积的比值，其值决定流体上的流动阻力。
一、水力半径的定义
①定义：水力半径是指水流在压力管道中单位截面净积水的面积与全管道断面积的比值。
②单位：水力半径的单位通常为米（m）。
二、水力半径的重要性
①水力半径是衡量水动力系数的重要参数，对流体来说，受水力半径影响的流动阻力是根据多尺度结构堵塞强度所决定的；
②水力半径是衡量压管流水动力体积流量的重要参数，它是由流体运动时压降特征确定的。
三、水力半径的计算
①水力半径可以用以下公式表示：
水力半径 = 单位断面积净积水 / 全管道断面积
②圆管的水力半径是水管的半径，水动力系数的值就等于这个半径；
③水力半径越大，全管道断面积越小，流体的流动阻力就越小。
四、水力半径的作用
①水力半径的增大能够带来水动力系数的减小，有利于减小水流阻力；
②减小水力半径对压降是有影响的，能够减少压降。
③调节水力半径，能够改变流体的流动特性，降低表面粗糙度，使之
降低流体的摩阻力，提高水力效率。
④改变水力半径，也可以改变流速，有助于液体的流动和搅拌，使液
体变得更加稳定。
水动力模型基本方程及边界条件
u v w 0 x y z
u t
u
u x
v u y
w u z
1
p x
fv
x
( Ah
u ) x
y
( Ah
u ) y
z
( Av
u ) z
v t
u
v x
v v y
w v z
1
p y
fu
x
( Ah
v ) x
y
( Ah
AU s
gA s
gAS f
Ah
(
2U x 2
2U ) y 2
V t
U
V x
V
V y
g y
fU
gV U 2 V 2 C 2 (h )
Ah
2V (
x 2
2V ) y 2
第二讲、水动力模型基本方程及边界条件 B u(x, y, ) v(x, y, ) w(x, y, )
x
y
五、一维流动方程
沿断面积分的一维方程
可入可滑移条件）
W
t
u v x y
z
➢（c）自由表面动力学边界条件
p pa
第二讲、水动力模型基本方程及边界条件
二、边界条件
2. 底部边界条件
➢无滑动条件（粘附条件） u v w 0 床面上
➢底部应力定律，将近底速度（离底小距离）与近底速度梯
度联系起来。
Av
( u z
,
v ) z
( bx ,
u(x,
y,h)
h x
y
h
vdz
v(x, y,
OrcaFlex软件操作指引说课材料
精品文档OrcaFlex软件操作指南按照客户要求，本报告以钢悬链立管（SCR）为例，从SCR总体强度分析、运动疲劳分析和安装分析三个方面给出了OrcaFlex软件的主要操作指南，现分别叙述如下。
1总体强度分析在OrcaFlex主界面里，由上到下依次是菜单栏、工具栏和模型显示窗口。
按住Ctrl+鼠标左键可以进行模型的旋转，按住Ctrl+鼠标中键可以进行模型放大和缩小，按住Ctrl+T可以正视整个模型，按住Ctrl+P可以俯视整个模型。
1.1模型树的调用双击打开OrcaFlex软件，点击工具栏中的模型浏览器按钮（Model Browser），显示模型树。
精品文档．精品文档环境参数设置1.2按钮打开环境参数设置界面。
双击EnvironmentSea1.2.1雷诺数计算方海水温度，由上到下可依次设置海平面位置，运动粘性系数其中海平面位置数值是相对于总体坐标系而言；温度为摄氏温度，它的大小直接影响到运动粘性系数。
而雷诺数的计算方法，主要取决于流速和结构特征长度的计算。
软件中三种方法雷诺数最终的计算公式分别为Re = |Vr|D/ν，Re crossnom= |Vr|Dcos(α)/ν，Re = |Vr|D/νcos(α)，其中Vr径向速度。
OrcaFlex calculates flow Reynolds number in order to calculate drag and lift coefficients1.2.2Sea Density设置海水密度，可以是变化的，也可以是恒定不变的。
如该海域的海水密度为1025Kg/m3，具体如下图所示。
精品文档．精品文档1.2.3Sea Bed设置海底形状，海水的深度、斜度以及海底土壤的刚度系数，其中海底斜度和海底方向都是相对于总体坐标系而言，具体参数应在立管总体设计参数中给出。
具1.2.4Waves设置波浪的参数，主要包括波浪方向、波高、周期、起始时间，波浪类型等，其中波浪方向是相对于总体坐标系而言，波浪类型的选取取决于分析类型和实际海况，波高和周期根据海况资料给出，具体参数设置如下面表格和图所示。
船舶操纵试题六(含答案)
试题六1. 直航船操一定舵角后，其过渡阶段的：A. 横移速度为常量，横移加速度为常量B. 横移速度为常量，横移加速度为变量C. 横移速度为变量，横移加速度为变量D. 横移速度为变量，横移加速度为常量2. 船舶旋回过程中，转心位置：A. 在转舵阶段和过渡阶段不变，在定常旋回阶段不变B. 在转舵阶段和过渡阶段变化，在定常旋回阶段变化C. 在转舵阶段和过渡阶段变化，在定常旋回阶段不变D. 在转舵阶段和过渡阶段不变，在定常旋回阶段变化3. 船舶旋回运动中，漂角越大：A. 速降系数越小，速度下降越小，转心前移B. 速降系数越小，速度下降越大，转心前移C. 速降系数越大，速度下降越大，转心前移D. 速降系数越小，速度下降越大，转心后移4. 航向稳定性好的船舶在:A. 改向时应舵较快，旋回中操正舵能较快地恢复直线运动B. 改向时应舵较快，旋回中操正舵能较慢地恢复直线运动C. 改向时应舵较慢，旋回中操正舵能较快地恢复直线运动D. 改向时应舵较慢，旋回中操正舵能较慢地恢复直线运动5. 船舶航向稳定性与船体水下侧面积形状分布和纵倾情况有关:A. 船尾钝材、尾倾越大，航向稳定性越好B. 船首钝材、尾倾越大，航向稳定性越好C. 船首钝材、首倾越大，航向稳定性越好D. 船尾钝材、首倾越大，航向稳定性越好6. 船舶在大风浪中航行，甲板上浪：A.将会影响船舶稳定性，需适当加速航行B.将不会影响船舶稳定性，需适当加速航行C.将会影响船舶稳定性，需适当减速航行D. 将不会影响船舶稳定性，需适当减速航行7. 船舶由静止状态进车，达到相应稳定航速的时间:A. 与船舶排水量成正比，与达到相应稳定航速时的螺旋浆推力成正比B. 与船舶排水量成反比，与达到相应稳定航速时的螺旋浆推力成正比C. 与船舶排水量成正比，与达到相应稳定航速时的螺旋浆推力成反比D. 与船舶排水量成反比，与达到相应稳定航速时的螺旋浆推力成反比8. 匀速前进中的船舶主机停车后，其速度随时间变化的情况为：A. 呈线性变化，逐渐降速为零B. 呈线性变化，逐渐降速为定常值C. 呈非线性变化，开始降速较快，而后下降率变低，逐渐降速为零D. 呈非线性变化，开始降速较慢，而后下降率加快，逐渐降速为零9. 船舶旋回性指数K的物理意义是:A. 操舵后，单位舵角作用下产生的最大定常旋回角速度的大小B. 操舵后，单位舵角作用下产生的最大旋回角速度的大小C. 操舵后，单位舵角作用下产生的最小旋回角速度的大小D. 操舵后，单位舵角作用下产生的0.63倍最终旋回角速度的大小10. 同一艘货船，在航速和舵角不变的条件下，其操纵性指数随吃水增加的变化情况为：A. K′减小，T′增大B. K′增大，T′增大C. K′减小，T′减小D. K′增大，T′减小11. 船舶改向时的新航向距离:A. 与舵角到位所需时间和舵角有关，与船速成正比B. 与舵角到位所需时间和舵角有关，与船速成反比C. 与舵角到位所需时间和舵角无关，与船速成反比D. 与舵角到位所需时间和舵角无关，与船速成正比12. 船舶在旋回中降速：A. 主要是大舵角的舵阻力造成的，可降速1/2B. 主要是斜航中船体阻力激增所致，可降速1/4～1/2C. 主要是推进器效率降低所致，可降速1/5D. 即使使用满舵也只降低10%左右13. 直航低速前进中的船舶，当存在横倾时:A. 在首波峰压力转矩的作用下，船首易向低舷一侧偏转B. 在阻力和推力转矩的作用下，船首易向低舷一侧偏转C. 在阻力和推力转矩的作用下，船首易向高舷一侧偏转D. 在首波峰压力转矩的作用下，船首易向高舷一侧偏转14. 为了留有一定的储备，主机的海上转数通常定为额定转数的:A. 89～92％B. 92～93％C. 94～95％D. 96～97％15. 单车船静止中倒车，螺旋桨产生的横向力的大小排列顺序为:A. 伴流横向力＞沉深横向力＞排出流横向力B. 沉深横向力＞伴流横向力＞排出流横向力C. 排出流横向力＞沉深横向力＞伴流横向力D. 伴流横向力＞排出流横向力＞沉深横向力16. 舵速是指:A. 舵相对于水的相对运动速度在舵翼前后方向上的分量B. 舵相对于水的相对运动速度在舵翼垂直方向上的分量C. 舵相对于水的相对运动速度在船舶首尾方向上的分量D. 舵相对于水的相对运动速度在船舶横向方向上的分量17. 航行中的船舶，提高舵力转船力矩的措施包括：A. 增大舵角、提高舵速和增大舵面积B. 增大舵角和增大舵面积C. 提高舵速和增大舵面积D. 增大舵角和提高舵速18. 舵效与舵角有关，一般舵角为______时，舵效最好。
求解半无限长多孔介质柱体水动力弥散系数的一种最小二乘法
定存 在误 差 ， 且误差 随着 ｘ的变 化 而变 化 。苏 里坦 等 初 而
Ｕ 引 舌
在 用水 动力 弥散 理论 解 决 实 际 的环 境 地质 问题 时 ， 先 首
步推 导 了不 带 不 可 积 积 分 的 ｅｆ（ 的 逼 近 公 式 ， 以求 解 ｒ ） ｃ 可 “ 已知 ｘ求 ｅ ｃ ） 的 问题 ， 是 很难 求 解 “ 知 ｅ ｃ ） ｒ （ ” ｆ 但 已 ｒ （ 求 ｆ ｘ 的 问题 ， 给反 求 参 数 带 来 困难 。ＭＡ Ｌ Ｂ软件 中 的 ｅｆ ” 即 ＴＡ ｒ ｃ
Ｗ Ａ Ｎ Ｇ ｏ Ｙ ｎｇ — ｅ —ｆ ｎｇ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｓｕ ｉ ，Ｃ ｉａＵ ｉ ｒ ｔ ｏ Ｇ ｏｃｅｃ ｓ Ｗ ｕ ａ ３ ０ ４， ｕ ｅ） Ｓｈ ｏ ｏ ｖ ｏ ｍｅｔｌ ｔｄｅ Ｅ ｒ ｓ ｈｎ ｎｖ ｓｙ ｆ ｅ ｓｉｎ ｅ ， ｈ ｎ４ ０ ７ Ｈ ｂｉ ｅ ｉ
水动 力 弥散 系数 。 最后 将 该方 法应 用 于一个 实例 ， 算 结果 表 明该 方 法 比 ｅ ｃ ） 似公 式法 、 计 ｒ（ 近 ｆ 配线 法 、 态分 布 函 正
数 法等传 统方 法要好 。
［ 键词 ］ 水动 力 弥散 系数 ； 余误 差 函数 ； 关 补 最小二 乘法 ［ 中图分 类号 ］ Ｐ ４ ． ６ １８ ［ 文献标 识码 ］ Ａ ［ 文章 编号 ］ １０ ０ ４—１ ８ ２ ｌ ０ １４（０ ０） ３—０ ０ ０ ６—０ ３
Ｔｈｅ Ｌｅ ｓ ｕａ ｅ Ｍ ｅ ｈｏ ａ ｎｉ ｇ ｔ ｙｄ ｏ ｙｎａ ｉ ｉｐｅ ｓｏ ａ ｔ Ｓｑ ｒ ｔ ｄ Ｇ ｉ ｎ ｈｅ Ｈ ｒ ｄ ｍ ｃＤ ｓ ｒ ｉｎ
Ｃｏ ｆ ｃｅ ｆｔ ｍ ｉ— ｉ ｉｎ ｔ ｅ ｉ ｉｎｔｏ ｈｅ Ｓｅ — ｎｆ ｉｅ Ｐｏｒ ｅ ｕ ｙ ｉ ｅ Ｍ ｄｉ ｍ Ｓ ｌｎｄｅ ｒ
二维物体水动力系数二阶量的数值解法
二维物体水动力系数二阶量的数值解法
钟南
【期刊名称】《华南理工大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1994(022)A12
【总页数】5页(P188-192)
【作者】钟南
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U661.311
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水动力系数
水动力系数是描述水流对物体作用的一个重要参数。
它在水力学、船舶工程、水利工程等领域都有着广泛的应用。
水动力系数是通过对流体力学的研究得出的，它能够定量描述水流对物体施加的压力和阻力。
水动力系数可以分为多个方面来进行研究，其中包括阻力系数、升力系数、侧向力系数等。
阻力系数是指单位面积上水流对物体作用的阻力大小，它直接影响物体在水中的运动情况。
升力系数是指单位面积上水流对物体作用的向上的力的大小，它在船舶设计中起着重要的作用。
侧向力系数是指单位长度上水流对物体作用的侧向力的大小，它在桥梁、堤坝等结构物的设计中具有重要意义。
水动力系数的计算方法有很多种，其中比较常用的是实验法和计算法。
实验法是通过在实验室或工程现场进行水流试验，通过测量物体所受到的力来计算水动力系数。
计算法是通过对物体进行数值模拟，利用计算机进行力学分析，得出水动力系数的数值。
这两种方法各有优缺点，根据实际情况选择合适的方法进行研究。
水动力系数的大小与多个因素有关，其中包括物体形状、物体表面光滑度、水流速度、水流密度等。
物体形状是影响水动力系数的主要因素之一，不同形状的物体在水中所受到的水流作用也会有所不同。
物体表面的光滑度也会影响水动力系数的大小，表面越光滑，水流作用就越小。
水流速度和水流密度也会对水动力系数产生影响，
一般情况下，水流速度越大，水动力系数也就越大。
水动力系数的研究在船舶工程中具有重要的意义。
船舶的设计需要考虑到水动力系数的大小，以便在航行过程中减小阻力、提高航速。
同时，水动力系数也对船舶的稳定性和操纵性产生影响，对于船舶的安全性至关重要。
水动力系数的研究还可以用于水利工程的设计和水资源的合理利用，能够提高水利工程的效益和安全性。
水动力系数是描述水流对物体作用的一个重要参数，它在水力学、船舶工程、水利工程等领域都有着广泛的应用。
水动力系数的研究可以通过实验法和计算法来进行，它与物体形状、表面光滑度、水流速度和水流密度等因素密切相关。
水动力系数的研究对于船舶工程和水利工程的设计具有重要意义，能够提高船舶的性能和水利工程的效益。
通过进一步的研究和探索，我们可以更好地理解水动力系数的特性和应用。