船舶用锚的计算和船舶阻力计算
船舶用锚的计算和船舶阻力计算
一、用锚的计算锚的系留力：P=W aλa+W cλc L1P―――系留力。
是锚抓力与锚链摩擦力的和（9.81N）W a―――锚在水中的重量。
即锚在空气中重量×0.876(Kg)Wc―――锚链每米长在水中的重量（Kg）1H a―――锚的抓重比（见表）W―――锚链每米的重量（Kg/m）H c―――锚链摩擦系数取1.5－1.1二、锚链出链长度估算1、正常天气，一般不少于下表2、在急流区，出链长度不一般不少于表值如图：四、航运船舶1、锚重的估算：每个首锚重量一般可用以下公式估算：W=KD2/3 (Kg)K―――系数。
霍尔锚取6－8，海军锚取5－7D―――船舶的排水量（t）2、锚链尺寸估算：d=KD1/3或d=CW1/2或d=Wd―――锚链直径（mm0.562538M=6250/dM―――每节锚链环数，取整数的单数（个）五、工程船舶以海军锚和锚缆计算1、锚重：船首边两只，每只锚重量按下式计算：W=K(A+15BT) (Kg)W―――锚重A―――满载吃水线以上各部分在船中纵剖面上的投影面积（m2）B、T―――分别为船舶宽度与吃水（m）六、船舶的阻力影响被拖船舶阻力的主要因素为船速、船型和外界条件。
在船型和外界条件一定的情况下，船舶的阻力仅与航速有关，其计算方法如下：1、运输型船舶阻力运输型船舶阻力，其组成阻力可按表所列公式计算。
2、方箱型和简易型船舶阻力①、按阻力的组成计算对于方箱型和简易型的各类工程船舶的阻力，可分别计算其摩擦阻力和风压、流压等主要阻力后，相加取得。
其具体计算公式见有关公式。
b c p t式中：R―――被拖船舶阻力（kg）R t―――拖轮的阻力（kg）,按T=R t=75N bηcηp/V求得。
V―――船速（m/s）N b―――制动功率（HP）ηc―――轴系传动效率，一般为0.95-0.97ηp―――推进效率，一般为0.5-0.65对于以实测船速算出的被拖船舶阻力，应作为船舶资料存档备用。
船用锚与锚链技术参数的估算
天津航海
２１ 年第 １ ００ 期
船用 锚 与锚链 技 术 参数 的估 算
王 亮 于 洋
（ 浙江海洋学院 船舶与建筑工程学院 浙江舟山 ３６０ ） １００
摘 要 ： 依 据有 关规 范和 国木 中的数 据 ， 用最 小二 乘 法拟合 出锚 与锚 链参数 的 函数 关 ｝ 运
系， 包括单锚质量、 锚链直径与舾装数的关暑式， 单锚质量与等质量锚链长度的关 系式， 单锚质 量与锚链 直径 的关 系式等 ， 并对 拟合公 式 的误 差作 了说 明。 关键 词 ： 锚 锚链 舾 装数 估 算 对于新建造的船舶 ， 船上配备的锚与锚链 ， 其技 术参数应根据船舶航行区域、 船舶类 型及其舾装数 的大小 ， 在规范 ｕ所 列 的表 中查 取 。对 于营 运 中 的
Ｎ・
图 １ 单锚质量与舾装数的关 系
研究 中， 如果掌握锚与锚链参数 的函数关系 ， 也有利
于进 行理论分 析 。
Ａ ． ． Ｍ２ ．
—
文献 给出了单锚质量 、 锚链直径与舾装数 的
关系， 但未说 明估 算 误 差 。本 文根 据 关 于 锚 与锚 链 的技术规范 川 和 国标 ｌ ， ３ 运用 最 ｄ －乘 法 拟 合 出相 ］ ｘ＂
Ａ ２级 ： ｒ ＝ １３０ Ｍ ｒ ／ ， ．４ ｄ Ａ Ｍ３级 ： ｍ ＝ １６７ ２ ．３ ｄ・ 恻 式 中 ： ｄ的含义 同前 。 ｍ 和
手船 ， 船舶资料不全 ， 在修船时需要更换部分锚链 的
情况 下 ， 通过锚 的重 量 和锚 链 直 径 来 确定 锚 链 能否 的材质等级 ， 以便订 购锚链 。另 外 ， 在一 些锚泊 安全
．
§
。
Ｏ
海上拖航阻力计算
海上拖航阻力计算注：“华富708”空船平均吃水1.0m，每厘米吃水吨数约20T/cm，本计算按货物1500T、压载水1500T，总计3000T计算，上述状态下平均吃水为2.5m。
货物正向迎风面积为14mX14m=196m2。
1．海上拖航总阻力经验计算公式：R t=1.15[R f+R b+(R ft+R bt)]式中：R f-----被拖船（物）的摩擦阻力R b-----被拖船（物）的剩余阻力R ft-----拖船的摩擦阻力R bt-----拖船的剩余阻力2.被拖船（物）的阻力近似计算公式R f=1.67A1V1.8310-3KNR b=0.147δA2v 1.74+0.15v KN式中：V---拖航速度m/sδ---方型系数A2----被拖船（物）浸水部分的中横面积其中：A1如无详细资料，按下方法求：正常船舶；A1=L（1.7d+δB）m2驳船/首尾有线形变化的箱型船；A1=0.92L（B+1.81d）m2无线形变化的箱型船及其他水上建筑A1=L（B+2d）L----被拖船（物）的长度；mB----被拖船（物）的宽度：md----被拖船（物）的吃水：m3．拖轮的阻力计算---用拖轮的资料，如无详细资料，也可按被拖船（正常船舶）的近似公式计算。
已知：V=6.0Kt（3.087m/s）4．被拖物的阻力计算：表一：表二：5．拖轮阻力计算：表三：表四：海上拖轮总阻力为：175.9KNR t=1.15[R f+R b+（R ft+R bt）]=20.6t结论一：当船组在静水中拖带航速为6节时，拖航阻力为20.6T，远小于“华富219”拖轮拖力38T，满足规范要求。
6．对于受风面积特别庞大的钻井平台或其他水上建筑，其拖航阻力尚应按下式计算，取较大值：∑R=0.7（R f + R b）+ R a KN式中：R f、R b——同上述（1）；R a ——空气阻力，按下式计算：R a=0.5 ρ V2 ∑C s A i 10-3KN式中：ρ——空气密度，kg/m3，按1.22 kg/m3计算；V——风速，m/s，取20.6 m/s；A i——受风面积，m2，按顶风计算；C s——受风面积A i的形状系数，按本指南第3章表3.2.1（2）选取。
锚链张力计算
锚链张力计算一、引言锚链是一种用于固定船舶或其他结构物的重要工程材料。
在设计和施工过程中，了解锚链的张力是至关重要的。
本文将介绍如何计算锚链的张力，以帮助工程师和设计师更好地应用锚链。
二、锚链的基本原理锚链是由多个环节组成的，每个环节之间通过焊接或其他方式连接。
锚链的张力是由船舶或其他结构物的运动和外部环境的作用力所决定的。
锚链的张力会直接影响到锚链的稳定性和固定效果。
1. 首先需要确定所需计算的锚链段落长度。
根据实际情况，可以选择计算整条锚链的张力，或者只计算其中的一段锚链的张力。
2. 确定计算锚链张力所需的参数。
包括锚链的材料特性，如强度和重量；外部环境的作用力，如水流和风力；以及船舶或结构物的运动情况，如摇摆和上下浮动。
3. 根据锚链的材料特性和长度，可以计算出每个环节的重力和拉力。
根据拉力的大小，可以确定锚链的张力。
4. 考虑外部环境的作用力，如水流和风力，可以计算出锚链受到的额外张力。
5. 根据船舶或结构物的运动情况，如摇摆和上下浮动，可以计算出锚链受到的附加张力。
6. 将锚链的自重张力、外部环境作用力和附加张力相加，得到最终的锚链张力。
四、锚链张力计算的注意事项1. 在计算锚链张力时，需要考虑锚链的磨损和老化情况，以及焊接点的强度和可靠性。
2. 锚链张力的计算结果应该与实际情况相匹配，需要进行实地测试和验证。
3. 锚链张力的计算应该尽可能精确，可以使用专业的计算软件或工具来辅助计算。
4. 在设计和施工中，应该根据锚链张力的计算结果，选择合适的锚链材料和规格，以确保锚链的稳定性和固定效果。
五、总结锚链张力计算是锚链设计和施工中的重要环节。
通过合理的计算方法和参数选择，可以准确地计算出锚链的张力，为锚链的应用提供有效的支持。
工程师和设计师应该熟悉锚链张力计算的原理和方法，以提高锚链的设计和使用效果。
通过不断的实践和经验总结，锚链张力计算的准确性和可靠性将得到进一步提升。
船舶阻力
1.船舶受力：1地球引力2浮力3流体动力4推进器推力2.船舶阻力：船舶受到流体作用在船舶运动相反方向上的力3.船舶阻力+传播推进=快速性船舶快速性：尽可能消耗较少的主机功率以维持一定航速的能力4.船舶性能：稳性、浮性、抗沉性、快速性、操纵性、耐波性5.船舶阻力曲线：船舶阻力随航速变化的曲线6.1海里/时（节）=1.852公里/时=0.5144m/s1米/秒=3.6km/h=1.942节雷诺数：Re=u L/V 长度弗劳德数：体积弗劳德数：gL UFr =水深弗劳德数：31.∇=∇g U Fr hg U Fr h .=7.船舶航态：1排水航行状态Fr<1.02过渡状态1.0<Fr <3.0(护卫、巡逻、高速双体、V 型快船)3滑行状态Fr>3.08.排水型船舶：低速船（Fr<0.2）中速（0.2<Fr<0.3）高速(Fr>0.3)9.随体坐标系：固接于船体上的坐标系10.航道：1深水航道2限制航道（a 浅水航道水深b 狭窄航道水深宽度）11.船舶阻力：1水阻力（a 静水阻力b 汹涛阻力）2空气阻力12.船体阻力R t ：1摩擦阻力R f 2剩余阻力R r （a 粘压阻力F pv b 兴波阻力F w ）13.湿表面积：船舶处于正浮状态时水线以下裸船体与水接触处表面积14.船体周围流场：主流区、边界层、边界层和由于边界层分离产生的漩涡区15.1摩擦阻力：船舶表面的剪切应力在船舶运动方向上的投影沿船体表面积分所得合力（能量观点）：就某一封闭区，当船在静水中航行，由于粘性作用会带动一部分水运动（边界层），为携带它运动，船体不断提供能量给水，产生摩擦阻力。
2粘压阻力（形状阻力或漩涡阻力）：由于粘性作用，船体前后压力不对称产生压力差即为粘压阻力（能量观点）：船尾部形成漩涡要消耗能量，一部分能量被冲向船后方的同时，在船艉部又持续不断的产生漩涡，船体不断为流体提供能量，这部分能量消耗就是粘压阻力表现形式3兴波阻力：由于船体兴波导致船体压力前后分布不对称而产生的与船体运动方向相反的压力差，成为兴波阻力16.形状效应：船体表面弯曲影响使其摩擦阻力与相当平板计算所得结果的差别17.相当平板理论：假设具有相同长度，相同运动速度和湿表面积的船体和平板的摩擦力相同18.污底：海洋中的生物附着在船体表面，增加船体表面的粗糙度，使阻力增加很大19.船体表面粗糙度：1普通粗糙度：油漆面粗糙度，壳板平面2局部粗糙度：结构粗糙度20.减小摩擦阻力的方法：1减小湿表面积。
船舶流体计算
船舶流体计算
船舶流体计算是指通过数学模型和计算方法来分析船体在水中的流体力学特性。
这项计算可以用来评估船舶的稳定性、阻力和推进力等参数，从而确定船舶的设计和操作。
以下是船舶流体计算的一些常见方法：
1. 阻力计算：使用雷诺平均Navier-Stokes方程（RANS）或光
滑片面近似理论（SST）等方法，计算船舶在水中移动时受到
的阻力。
这些方法可以通过求解速度、压力和湍流模型来获得阻力数据。
2. 稳定性计算：通过计算船体的形状和重心等参数，使用浮力和重力的平衡条件来评估船舶的稳定性。
这可以帮助设计师确定船舶的荷载和货物分配，并确保船舶在水中的平衡状态。
3. 推进力计算：通过计算螺旋桨或推进器的叶片和水流之间的相互作用，确定推进力和功率需求。
这可以帮助船舶操作员选择合适的推进设备和工作点，并优化船舶的能源效率。
4. 过波阻力计算：通过计算船舶在波浪中移动时所受到的阻力，评估船舶的航行性能和航速。
这可以帮助设计师优化船体的形状和船型，以减小波浪阻力和提高船舶的速度性能。
5. 动力学模拟：通过建立船舶的动力学模型，使用牛顿定律和运动方程来模拟船舶在不同操作条件下的运动轨迹。
这可以帮助船舶操作员进行航线规划和操纵决策，确保船舶的安全和航行效率。
以上仅列举了一些常见的船舶流体计算方法，实际中可能还存在其他更专业和复杂的计算方法，根据具体情况和需求选择合适的计算方法进行船舶流体计算。
船舶阻力第6章 船舶阻力近似估算
纵上，则两船的总阻力可表示为：
两船的有效功率可表示为：
7
当用主机功率替换有效功率时，海军部 系数可表示为：
C反映了船舶快速性的优劣，包含船舶 阻力和推进的综合性能。船舶主机功率 给定时，C越大，船的快速性越好。
8
二、引伸比较定律法
当设计船和母型船的主尺度和形状相近时 ，排水量与尺度及阻力之间的关系为：
12
13
修正法系数分别为：
14
对设计船和母型船的剩余阻力利用图谱分别 求出它们的修正系数 则设计船的剩余阻力系数Cr为：
15
基尔斯母型船剩余阻力修正法得到的 近似计算结果取决于设计船和母型船 的相近程度。因为该方法采用的三个 无因次量分别进行剩余阻力修正，所 以在进行阻力近似估算时，可较方便 地进行多方案的阻力性能分析比较。
37
2、根据实船的的相应数值，查对应的阻力图 谱的阻力值。
3、因图谱以L/B=6.5给出，故根据计算船的 L/B值依下图对Cr进行修正。
38
4、计算Cr值，进而计算Rr，并与摩擦阻力相 加的总阻力Rt。 5、图谱以B/T=2.4给出，故在获得总阻力后 ，对总阻力应作如下修正：
39
船舶阻力第六章 船舶阻力近似估算方法
1
2
• 在实际工作中，应根据设计船与母型船或设计 船与各图谱所依据的船模系列之间的相似程度 等多方面的因素，有针对性的选择估算方法， 以提高阻力近似计算的准确性。
3
§6-1 母型船数据估算法
4
一、海军部系数法
海军部系数法是最早、也是较常用的一 种估算方法，其精确度取决于： 1）设计船和母型船在船型、主尺度及 弗劳德数和雷诺数的接近程度；
11
三、基尔斯母型船剩余阻力修正法
施工船舶用锚计算
λa λc
淤泥
10
9
8
7
7
6
5
3
2
2
2
2
1.5 1.5
锚的抓重比（海军锚/霍尔锚）
软泥
硬泥
砂泥
石砾
平均
2-3/2-3 4-5/3-4 4-5/3-4 4/3 锚的系留力也可用经验公式估算：
3-8/3-6 3-6/3-4
P=W1Ha+WHcL1 W1―――锚重（Kg） Ha―――锚的抓重比（见表） W―――锚链每米的重量（Kg/m） Hc―――锚链摩擦系数 取 1.5－1.1
1
75
15
86000
2
100
15
86000
3
125
15
86000
4
150
17
108500
5
200
6
250
17 18．5
108500 134500
7
300
18．5
134500
8
400
20.5
162500
9
500
20.5
162500
10
600
20.5
162500
11
700
22.5
193500
12
800
22.5
3000
41
651000
23
3250
45
774500
24
3500
45
774500
25
3750
48.5
909000
26
4000
52
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一、用锚的计算
锚的系留力：P=W aλa+W cλc L1
P―――系留力;是锚抓力与锚链摩擦力的和
W a―――锚在水中的重量;即锚在空气中重量×Kg
Wc―――锚链每米长在水中的重量Kg
L1―――锚链卧底部分的长度m
λa λc―――锚的抓力系数和锚链的摩擦系数
霍尔锚的λa λc表
锚的抓重比海军锚/霍尔锚
锚的系留力也可用经验公式估算：
P=W1H a+WH c L1
W1―――锚重Kg
H a―――锚的抓重比见表
W―――锚链每米的重量Kg/m
H c―――锚链摩擦系数取－
二、锚链出链长度估算
1、正常天气,一般不少于下表
2、在急流区,出链长度不一般不少于表值
3、在风速30m/s11级风眩角为300时出链长度值
如链长小于5－6倍水深时,锚的抓力将因锚爪的切泥角小而变小,水面以下的链长的水深倍数与锚爪切泥角见表
三、八字锚与单锚的锚泊系留力的比值：见表
如图：
四、航运船舶
1、锚重的估算：
每个首锚重量一般可用以下公式估算：
W=KD2/3 Kg
K―――系数;霍尔锚取6－8,海军锚取5－7 D―――船舶的排水量t
2、锚链尺寸估算：
d=KD1/3或d=CW1/2或d=W1/2
d―――锚链直径mm
K―――系数;可取－
C―――系数;可取－
3、每节锚链重量估算：
Q=Kd2 Kg
K―――系数;有档链取,无档链取
4、锚链强度估算：
R=Kd2g N
K―――系数;有档链取56,无档链取38
g―――m/s2
5、每节锚链环数估算：
M=6250/d
M―――每节锚链环数,取整数的单数个
五、工程船舶以海军锚和锚缆计算
1、锚重：
船首边两只,每只锚重量按下式计算：
W=KA+15BT Kg
W―――锚重
A―――满载吃水线以上各部分在船中纵剖面上的投影面积m2
B、T―――分别为船舶宽度与吃水m
K―――系数;见表
锚重系数K值：
船尾边锚两只,其重量应不小于倍首边锚的重量
2、锚缆
锚缆的有效使用长度,应不小于5倍船长,锚缆的配备见表：
锚缆配备表
六、船舶的阻力
影响被拖船舶阻力的主要因素为船速、船型和外界条件;在船型和外界条件一定的情况下,船舶的阻力仅与航速有关,其计算方法如下：
1、运输型船舶阻力
运输型船舶阻力,其组成阻力可按表所列公式计算;
2、方箱型和简易型船舶阻力
①、按阻力的组成计算
对于方箱型和简易型的各类工程船舶的阻力,可分别计算其摩擦阻力和风压、流压等主要阻力后,相加取得;其具体计算公式见有关公式;
②、按通用公式估算
各类型工程船舶的阻力,可用下列公式估算：
R=fΩ+φAV n
式中：f―――摩擦阻力系数,可按弗汝德摩擦阻力系数表选取,通常在之间;
Ω―――湿面积m2
A―――浸水部分船中剖面面积m2
V―――航速m/s
φ、n―――分别为剩余阻力系数和剩余阻力速度指数,可按下表选取;
表中：V――船速m/s,F r――弗汝德数,F r=V/gL1/2
其中：L――船长,g――
③、实测船速求其阻力
在实际拖航中,以实测的航速V,可用以下公式计算被拖船舶的阻力： R=75N bηcηp-R t V/V
式中：R―――被拖船舶阻力kg
R t―――拖轮的阻力kg,按T=R t=75N bηcηp/V求得;
V―――船速m/s
N b―――制动功率HP
ηc―――轴系传动效率,一般为推进效率,一般为对于以实测船速算出的被拖船舶阻力,应作为船舶资料存档备用;
七、“港渝1号”的阻力计算
1、“港渝1号”水流阻力R水按下式计算：
R水 =fsV2+ψA1V2×10-2KN
式中：f—铁驳摩阻力系数,取f=
S—船舶浸水面积 S=L2T+=1132.875 m2
L—船舶长度75m
T—吃水1.9m,保证干舷高度为1.5m
B—船宽13.3m
Ψ—阻力系数,方头船取Ψ=10
A1—船舶在垂直水流方向的投影面积
A1=TB=×=25.27m2
V—计算流速V=2m/s
R水= fSV2+ΨA1V2×10-2
= ××22+10××22×10-2
= +×10-2
=
2、“港渝1号”的风阻力
R风= K1K Z1W0 F1+ K2K Z2W0F2
K1=―――船体风载体型系数
K Z1 =―――船体风压高度变化系数
F1—1艘导向船的挡风K Z1 =面积
F1=×=19.95m2
K2—导向船上联结梁、变电所、桅杆吊等的风载体型系数,综合取;
K Z2—上项设施的风压高度变化系数,综合取K Z2 =;按离地面
15m高计
F2—上项设施挡风面积估算为100m2
W0―――基本风压,W0=V2/1600=m2V风速,单位m/s,取级风W0=V2/1600的推算见D盘－华能电厂－船舶－风压计算,
R风=×××＋×××100
=
综上,“港渝1号”在水流为2m/s,风速在9级-24.4ms,阻力
R= R水+R风
=+
=
八、初稳性高度
吊起装载法：如图
吊起装载时有下列关系式：
GM=M k/DsinA
式中：M k―――横倾力矩,M=PB/2+R,其中：P、B、R分别为装载t、船宽m、吊杆眩外跨距m
A―――驳船横倾角,经实测得;
D―――驳船排水量t,以平均吃水查静水力曲线取得;。