版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

[科普中国]-波浪剪力曲线

科学百科
原创
科学百科为用户提供权威科普内容,打造知识科普阵地
收藏

船体梁在波浪中附加的剪力曲线即称为波浪剪力曲线。

波浪附加剪力完全是由波浪产生的附加浮力(相对于静水状态的浮力增量)引起的,简称波浪剪力。应该注意的是,静水浮力主要取决于船体浸入水中部分的形状,是一个确定性的静态量,可由静水平衡计算求得;而波浪附加浮力则主要是动态的、随机的,其计算相当复杂。1

定义波浪剪力曲线1指船体梁的波浪附加剪力的曲线。

波浪附加剪力完全是由波浪产生的附加浮力(相对于静水状态的浮力增量)引起的,简称波浪剪力。

波浪产生的附加浮力是随机的、动态的,其计算十分复杂。

传统的方法,都是将船舶静置于标准波浪上求取波浪附加浮力的,即假想船舶以波速在波浪的传播方向上航行,此时船与波的相对速度为零。这样,求得的波浪附加浮力是静态的,其对应的波浪附加剪力称为静波浪剪力。

当所有船舶都在同一计算原理的基础上进行比较时.该方法在一定范围内仍然是适用的,即对动波浪剪力仍可在形式上保留静置计算法。

综上所述,通常按如下步骤计算船体梁所受到的剪力:

①计算重量分布曲线p(x);

②计算静水浮力曲线bs(x);

③计算静水载荷曲线qs(x):

④计算静水剪力:

⑤计算静波浪剪力:

⑥计算总纵剪力:

计算船舶由静水进入波浪时,重量曲线p(x)并未改变,但水线面发生了变化,从而导致浮力的重新分布。波浪下浮力曲线相对静水状态的浮力增量是引起静波浪剪力的载荷。由此可知,静波浪剪力与船型、波浪要素以及船舶与波浪的相对位置有关。

传统算法归纳如下:

①将船舶静置于波浪上,即假想船舶以波速在波浪的传播方向上航行,船舶与波浪处于相对静止状态;

②以二维坦谷波作为标准波形,计算波长等于船长(内河船舶斜置于一个波长上),计算波高按有关规范或强度标准选取;

③取波峰位于船中及波谷位于船中两种状态分别进行计算。

由于在确定计算波高时带有很大的主观性,故传统的船舶总纵强度计算带有假定性,因此计算过分精确也是没有意义的。1

坦谷波形的绘制若以半径为R的圆盘(称为滚圆),沿直线AB滚动时,圆内一距圆心为r的定点P所描绘的轨迹,即为一坦谷波曲线。坦谷波曲线可按图1所示的方法绘制。将直线AB(即波长λ)及滚圆圆周各分为数量相同的n等分(通常为八等分),分别以各等分点为中心,顺次将滚圆逆时针旋转360°/n,记下P点的不同位置,连接各点的光滑曲线便为一坦谷波曲线。1

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学