武汉理工大学期末考试操纵与耐波试卷

A 卷
一、名字解释陈运泰
1.首向角
2.直线稳定性
3.舵平衡比
4.有效波倾
5.最大有义波长
二、填空题
1.航速V 与定坐标0X 之间的夹角叫做_____________。
2.具有方向稳定性的船一定同时具有___________稳定性。
3.某船无因次  1.5K =,  2.0T =,P 指数为____________。
4.从T 指数的物理解释看,T 越大,其跟从性____________。
5.回舵试验曲线为r ——t 曲线,具有直线稳定性的船,当舵角回零时,___________。
暖通空调6.海浪是各态历经的__________,其瞬时值符合____________分布。
7.横摇放大因数与频率响应函数关系是20()A m Y K g φξφ
φωωα=。 8.船模缩尺比为λ,若实船的波浪周期为Ts ,则试验波浪周期应为_________。
矛盾分析法9.若船舶吃水d=1.0m ,粗估纵摇固有周期值为________。
10.船在规则迎浪中航行的垂荡和纵摇运动,发生共振的条件为___________。
平行流冷凝器三.选择题
1.水动力导数的量级及符号为:(1)>0大量;(2)<0大量;(3)<0小量
2.船舶做水平面运动,定坐标0X 与动坐标X 之间的夹角叫做:(1)航速角;(2)首向角;(3)漂角
3.船舶航行如果不操舵,最多只能具备的稳定性是:(1)位置;(2)方向;(3)直线
4.船舶在回转初期,在舵力作用下产生:(1)倾;(2)外倾;(3)不倾
5.相当惯性系数与相当阻尼系数之比为:(1)应舵指数T ;(2)回转性指数K ;(3)转首性指数P
6.瑞利分布参数R 等于:(1)随机变量的均方值;(2)随机变量的方差;(3)幅值的均方值
7.横摇放大因数峰点对应波长小于2B ,则横摇角处于:(1)临界区;(2)超临界区;
(3)亚临界区
8.若自然波长为λ,首斜浪对纵摇扰动相应波长为1λ,则:(1)1λλ>;(2)1λλ<;
(3)1=λλ
摩托罗拉a768四、简答题
1.试写出水动力Y 的线性表达式,并试分析水动力导数V Y 、V N 的正负以及量级。
2.稳定性衡准数为1)v r v r C Y N N Y mu =--(,C 值的大小表达什么含义?由式分析为什么
L/B 小的肥大船稳定性差。
3.试分析为什么应舵指数T 是表征船舶航向稳定性的指标。
4.设初始条件为0t =,0r r =,写出船在静水中线性阻尼力矩形式下的横摇运动微分方程,并写出其解的形式,从而分析运动特点。
5.右上图为某船顶浪纵摇试验结果,试分析船舶顶浪的运动特点。(图看不清)
五、计算题
1.某船在定常回转时由罗经上发现14s 首向角变化了28°,实测航速v=11kn ,求该种状态下的回转直径。
2.某直线航行船舶(0δ=),受到外界突然扰动,扰动去掉之后由船上角速度陀螺测量表明:9s 后回转角速度减小一半,试估算该船航向稳定性指数T 。
3.已知某船横摇固有周期014T =秒,无因次阻尼衰减系数0.12μ=,计算:(1)求使船发生共振之波长λ;(2)若波浪最大波倾角为00.52rad α=,有效波倾系数00.85K =,求共振时最大横摇幅值;(3)上述条件不变,且在斜浪中航行,浪向o 150β=,求共振时最大横摇幅值。
4.某船,船长L=100.0m ,B=16m ,横摇固有周期为T=11s ,以在三一平均波高/3=3.0A m ξ的风浪中横浪前行,试判断其横摇临界状态。
5.从波浪记录得到的波高特性如下表所示:
(1)确定平均波高,有义波高,波浪个数n=120。
(2)假设幅值符合瑞利分布,写出分布参数R 的表达式。
和有义统计值。
(3)若知瑞利分布参数R=18,求幅值随机过程的方差2
B卷
一、名词解释
1.枢心
2.位置稳定性
3.表观重力
4.海浪谱
5.有义波高
二、选择题
Y的负值:(1)增加;(2)减小;(3)1.增加船舶尾部侧投影面积,使得水动力导数
r
不变
2.船舶航行中,如果不操舵,则最多只能具备:(1)位置稳定性;(2)方向稳定性;(3)直线稳定性
3.初始回转的有因次角加速度参数C大小表示下列哪个性能的好坏:(1)稳定性;(2)回转性;(3)转首性
4.船舶在静水中线性阻尼规律下的横摇运动,随时间的增加,其横摇周期:(1)增加;(2)减小;(3)不变
5.确定规则余弦波的参数需要:(1)1个;(2)2个;(3)3个
6.不规则波中的纵摇峰值所满足的概率密度函数为:(1)正态分布;(2);(3)
三、填空题
1.对于不稳定的船枢心P的定义是______________________,枢心一般位于船的前半部,枢心P与重心G的距离通常可以近似等于__________。
N________________。
2.几何形状左右对称的船舶,水动力导数=
u
3.船舶回转圈的直径越大,其回转性越___________。
4.船舶在回转过渡阶段,产生反向横移的主要力是______________。
5.操纵运动一阶K-T微分方程表达式为_________________,阶跃操舵情况下其解为_______________。
6.船在静水中无阻尼横摇的等时性含义是_________________。
7.与横摇角加速度(t)θ成比例的力矩称为惯性力矩,其表达式为_____________。
8.线性阻尼规律下的横摇,每半个周期其振幅的衰减规律为22/θθ=____________。
9.波面上的流体质点所受合力方向垂直于波面,此合力称为_______________。
10.船在规则迎浪中航行的垂荡和纵摇运动,发生共振的条件为_____________。
11.当谐摇波长大于最大有义波长时,船舶航行于_______________区域。
四、简答题
1.为什么说不操舵,船舶最多只具备直线稳定性?
2.试分析水动力导数v Y 、v N 的正负及量级。
3.试分析回转过程一阶段水滴型潜艇潜入水中,重心总较浮心为低。作图并说明其在定常回转运动过程中潜艇的横倾方向(假定水动力作用于浮心)。
4.要操舵直线航行的船舶,在小扰动0r 初始条件下,写出一阶K-T 微分方程的解,并分析指数T 为什么能表征航行稳定性好坏。
5.写出有效波倾0m α与最大波倾角0α之间关系表达式。0m α表达的含义是什么?
6.船舶在规则波中的横摇运动解用放大因数K θα来表达,试写出K θα具体表达式,并绘出曲线示意图。分析谐调因子00∆=,∞,1三种情况下的横摇运动特点。
7.据谱分析法,写出船舶在不规则波中运动统计值的预报步骤。
私语者五、计算题
1.某船长L=32m ,操右舵至一定舵角,经过一定时间后该船进入定常回转,此时测得重心处前进速度u=1.5m/s ,横向速度v=4m/s ,定常回转角速度r=2°/s。试求:(1)船舶重心定常回转速度V ;(2)重心定常回转漂角β;(3)重心定常回转直径D ,相对回转直径D/L 。
2.若已知某船L=100m ,V S =16km/h ,应舵指数T=16s ,转舵指数K=0.05(1/s )。求无因
次应舵指数'T 、转舵指数'K 、转首性指数P 。
3.缩尺比为16的船模,由静水中横摇衰减试验测得其横摇周期为5秒,无因次衰减系数0.1,试求:(1)相应实船的横摇周期;(2)相应实船发生谐摇之规则波长;(3)共振时实船横摇角对波幅频率响应函数值,取有效波倾系数0.7。
4.某船实测的纵摇幅值的统计表如下:
试求:(1)从实测结果直接求纵摇运动平均幅值,有义幅值,1/10最大平均幅值;(2)假设纵摇幅值符合瑞利分布,写出分布参数R的表达式;(3)若知瑞利分布参数
和纵摇有义统计值。
R=19.0,求纵摇幅值随机过程的方差
2
操纵性
一、船舶运动方程
1.水动力导数
2.现行操纵运动微分方程
二、航向稳定性和回转性
1.稳定性衡准数C、干扰力臂、抗干扰力臂
2.改善稳定性的措施
3.回转的三个过程、特点、表征回转性好的数值围:回转圈(5个概念);CP;三个阶段的受力分析(水滴形与普通型)
4.为什么回转性与稳定性矛盾
5.为什么不操舵只具有直线稳定性,枢心、漂角
三、船舶对操舵的响应
1.回转阻尼预报圈
2.K、T物理解释、运动学意义
3.纵距、横距、KT值的关系
四、自由自航船舶操纵性实验
1.回转实验特点
2.螺线/逆螺线实验
3.Z形操舵试验、概念、特征图
4.尺度作用产生的原因

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