船舶摇摆实验

1、1分，共25分）具体实验内容：格式样板如下，字体均用宋体。（填空，每空船舶摇摆实验1、实验目的（10）（1）测量实船的固有横摇周期。（2）通过实验了解船舶重心对横摇周期的影响。2、实验原理（15）船舶的摇荡主要有下列六种形式：横摇、纵摇、首摇、垂荡、横荡、纵荡其中，横摇、纵摇和垂荡对船的航行影响最大，而横摇又最容易发生，横摇振幅也最大，严重影响船舶安全。船舶的稳性：可编辑word文档横摇固有周期Ts:横摇摇幅衰减静水中通过对船舶施加倾斜力矩，使船舶产生初始倾角8后，去除该力距，船舶进入自由横摇状态。静水中船舶自由横摇的衰减曲线是按指数规律随时间而Ts。衰减的，相邻的两个横摇峰值或谷值之间的时间

2、间隔即为横摇的固有周期在半个周期时间间隔内，横摇幅值绝对值的变化为由以上关系可得无因次衰减系数的表达式为:3、实验步骤（10）1、确认所有实验设备处于正确的初始状态，包括：船舶（模）的摇摆运动不会受到干扰，倾角测量装置已上电并运行正常；2、每次实验前测量其初始倾角；3、运行倾角测量软件；4、给船舶施加倾斜力矩使其倾斜；5、点击倾角测量软件界面上的“开始”按钮，此时开始测量倾角数据并显示在界面上；可编辑 word 文档6、去除倾斜力矩使船舶进入自由横摇状态；7、等待一定时间后，点击倾角测量软件界面上的“暂停”按钮，停止测量倾角数据；8、将记录下来的倾角数据保存在指定的文件中；9、在船舶的某一高度

3、上增加重量。首先将双面胶的一面贴在亚铁上，然后将亚铁粘贴到船模上。注意沿船长的方向，亚铁的中心线要与船模的中线一致，避免船舶左右不对称产生固定的横倾角。将增加重量的船模放入水中，给船模施加倾斜力矩使其倾斜，去除该力矩使船舶进入自由横摇状态，对船模摇摆的倾角进行测量并保存实验数据。按照这个方法，逐渐增加亚铁的数量，并对其进行摇摆试验，测量其摇摆横倾角并保存数据；10、点击倾角测量软件界面上的“退出”按钮，关闭该软件，结束实验。4、实验数据及其处理（40）根据测得的倾角数据绘制倾角随时间的变化曲线、船舶横摇消灭曲线，求实验船舶的横摇周期、无因次阻尼系数，并写出算例。（所测数据中每两个相邻数据之间的

4、时间间隔是100ms,即数据是按10个/秒的频率测量和记录的。）（1）第一组实验数据:时间00.10.20.30.40.50.60.70.8记录偏角14.0714.0113.310.054.67-15.51-10.99-2.067.55实际偏角12.2512.1911.488.232.85-17.33-12.81-3.885.73时间0.911.11.21.31.41.51.61.7记录偏角8.236.583.35-0.7-6.31-8.082.535.275.97实际偏角6.414.761.53-2.52-8.13-9.90.713.454.15时间1.81.922.12.22.32.42.

5、52.6记录偏角4.171.51-6.11-2.291.825.723.9-2.55-5.13实际偏角2.35-0.31-7.93-4.1103.92.08-4.37-6.95时间2.7：2.82.933.13.23.33.43.5记录偏角-4.12-0.185.20.94-1.02-1.942.333.443.61实际偏角-5.94-23.38-0.88-2.84-3.760.511.621.79时间3.63.73.83.944.14.24.34.4记录偏角2.81.63-0.63-0.220.952.383.683.162.16实际偏角0.98-0.19-2.45-2.04-0.870.5

6、61.861.340.341时间4.54.64.74.84.955.15.25.3；记录偏角0.150.130.952.112.953.112.691.971.29实际偏角-1.67-1.69-0.870.291.131.290.870.15-0.53时间5.45.55.6田始愈7U记录偏角0.971.071.46T,嘱4w，ord乂归实际偏角-0.85-0.75-0.360.12由实验数据画出时历曲线图如下:第一组时历曲线图可编辑word文档由图读出9组相邻两个横摇峰值或谷值之间的时间间隔如下表:序号123456789时间问隔0.70.60.60.60.70.60.60.60.6取平均值的横

7、摇固有周期Ts=0.622s无因次衰减系数计算:1ln由图得到k1=1.10064由公式得邛=0.03043第二组实验数据:时间00.10.20.30.40.50.60.70.8记求佛兆14.614.7814.8114.8414.8714.7914.6512.037.71头冰偏用12.5312.7112.7412.7712.812.7212.589.965.64时间0.911.11.21.31.41.51.61.7记录偏用2.29-12.27-12.64-7.80.498.178.527.014.22实际偏角0.22-14.34-14.71-9.87-1.586.16.454.942.15时间

8、1.81.922.12.22.32.42.52.6记录偏角0.86-4.05-6.89-1.92.014.856.355.012.94实际偏角-1.21-6.12-8.96-3.97-0.062.784.282.940.87时间2.72.82.933.13.23.33.43.5记录偏角-3.02-1.694.485.284.823.62.050.66-0.34实际偏角-5.09-3.762.413.212.751.53-0.02-1.41-2.41时间3.63.73.83.944.14.24.34.4记录偏笛0.752.163.454.043.342.351.4611.52实际偏角-1.320

9、.091.381.971.270.28-0.6-1.07-0.55时间4.54.64.74.84.955.15.25.3记录偏角3.23.12.661.561.381.532.892.942.7实际偏角1.131.030.59-0.51-0.69-0.540.820.870.63时间5.45.55.65.75.85.966.16.2记录偏角1.811.541.562.472.642.211.962.042.23实际偏角-0.26-0.53-0.510.40.570.14-0.11-0.030.16时间6.36.46.56.66.76.86.977.1记录偏角2.472.342.022.152.

10、462.652.622.52.3实际偏角0.40.27-0.050.080.390.580.550.430.23时间7.27.37.47.57.67.77.8记录偏角2.112.12.282.462.462.342.26实际偏角0.040.030.210.390.390.270.19J第二组时历曲线图时间tTs=0.76s以2=0.0921第三组数据时间00.10.20.30.40.50.60.710.81记录谪角13.1912.3910.597.49-0.82-7.08-9.87-8.960.56实加偏用10.9210.128.325.22-3.09-9.35-12.14-11.23-1.7

11、1时间0.911.11.21.31.41.51.61.7记录偏角3.98.268.437.214.992.36-0.06-3.49'-4.771实加偏用:1.635.996.164.942.720.09-2.33-5.76-7.04时向1.81.9-22.12.22.32.42.52.6记录偏角1.844.096.696.615.674.062.130.4-1.42实加偏用-0.431.824.424.343.41.79-0.14-1.87-3.69时间2.72.82.933.13.23.33.43.5记录偏角0.92.433.865.395.294.592.10.930.2实际偏角-

12、1.370.161.593.123.022.32-0.17-1.34-2.07时间3.63.73.83.944.14.24.34.4记录偏角:1.332.433.54.684.513.831.240.831.08实际偏角-0.940.161.232.412.241.56-1.03-1.44-1.19时间4.54.64.74.84.9T5.15.25.3记录偏角1.662.413.163.953.813.372.11.571.25实际偏角-0.610.140.891.681.541.1-0.17-0.7-1.021时间5.45.55.65.75.85.966.16.2记录偏角1.381.782.

13、292.783.143.313.273.042.28实际偏角1-0.89-0.490.020.510.871.04，0.770.01时间6.36.46.56.66.76.86.977.1记录偏角1.911.661.882.182.662.732.72.612.48实际偏角:-0.36-0.61-0.39-0.090.390.460.430.340.21时间7.27.37.47.57.67.7记录偏角2.352.212.12.032.072.13实际偏角0.08-0.06-0.17-0.24-0.2-0.142第三组时历曲线图算法同第一组，结果为Ts=0.95s13=0.0582第四组数据:时向

14、00.10.20.30.40.50.60.70.8记求用度16.316.4616.2516.0316.0316.1913.6611.027.15头际用度13.2513.4113.212.9812.9813.1410.617.974.1时间0.911.11.21.31.41.51.61.7记录用度-10.04-13.88-14.85-2.152.498.3110.1710.810.2头际用度-13.09-16.93-17.9-5.2-0.565.267.127.757.15时间1.81.922.12.22.32.42.52.6记求角度8.54j6.163.54-1.72-4.47-5.83-5.

15、552.65.04头舔角度5.4913.110.49-4.77-7.52-8.88-8.6-0.451.99时间2.72.82.933.13.23.33.43.5忙求用度6.958.1/8.628.367.526.184.422.53-1.76实际角度3.95.125.575.314.473.131.37-0.52-4.81:时间3.63.73.83.944.14.24.34.4记录角度-1.82-0.624.195.777.617.616.973.342.23实际角度-4.87-3.671.142.724.564.563.920.29-0.82时间4.54.64.74.84.955.15.2

16、5.3记录角度0.410.731.553.925.025.96.425.754.85实际角度-2.64-2.32-1.50.871.972.853.372.71.8时间5.45.55.65.75.85.966.16.2记录角度3.92：3.072.351.822.162.84.325.085.67实际角度0.8710.02-0.7-1.23-0.89-0.251.272.032.62时间6.36.46.56.66.76.86.977.1记录角度5.6415.124.473.092.582.272.332.683.2实际角度2.592.071.420.04-0.47-0.78-0.72-0.37

17、0.15时间7.217.37.47.57.67.77.87.98记录角度3.814.444.995.395.254.764.152.682.54实际角度0.761.391.942.342.21.711.1-0.37-0.51时间8.18.28.38.48.58.6记录角度2.793.133.575.115.365.35实际角度-0.260.080.522.062.312.3Ts=1.21s产0.01976序号1234横摇周期/S0.620.760.951.21无因次衰减系数0.030430.09210.05820.01976由于有效数据较少，无法画出消灭曲线5、思考题（20）（1）根据实验结果

18、，指出实验中对船舶横摇周期影响的因素及其程度（并提供相应的理论支撑）。答：重心高度对其产生影响，根据理论公式知：当重心上升时KG增大，而GM0基本不变，船舶摇摆周期相应的增大。当重心下降时KG减少，而GM0基本不变，船舶摇摆周期相应的减小。（f和B为常数）（2）船舶的初稳性与哪些因素有关？答：与浮心位置，重心高度，载荷变化，自由液面及悬挂重量有关。（3）简述减摇装置的种类及优缺点。答：目前常用的船舶减摇装置有以下几种：毗龙骨、减摇鳍、减摇水舱、减摇舵。触龙骨的显著优点是没有运动部件，且除了通常所做的清除船体表面的维护外无需其他维护。唯一的缺点是装上毗龙骨会使船舶阻力略有增加。减摇鳍其主要优点是鳍的升力系数较大，静水航行时鳍收进船舱，不产生附加阻力。缺点是多了一个收放机构，故需占用