武汉理工大学期末考试操纵与耐波试卷

1、A卷一、名字解释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.航速与定坐标之间的夹角叫做_。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,，指数为_。4.从指数的物理解释看，越大，其跟从性_。5.回舵试验曲线为rt曲线，具有直线稳定性的船，当舵角回零时，_。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。8.船模缩尺比为，若实船的波浪周期为Ts，则试验波浪周期应为_。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_。三.选择题1.水动力导数的量级及符号

2、为：（1）0大量；（2）0大量；（3）0小量2.船舶做水平面运动，定坐标与动坐标之间的夹角叫做：（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）内倾；（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P6.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，首斜浪对纵摇扰动

3、相应波长为，则：（1）；（2）；（3）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、的正负以及量级。2.稳定性衡准数为，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，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（），受到外界突然扰动，扰动

4、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秒，无因次阻尼衰减系数，计算：（1）求使船发生共振之波长；（2）若波浪最大波倾角为，有效波倾系数，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，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：波高（m）12345个数64536285（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

5、式。（3）若知瑞利分布参数R=18,求幅值随机过程的方差和有义统计值。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1.增加船舶尾部侧投影面积，使得水动力导数的负值：（1）增加；（2）减小；（3）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、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_。2.几何形状左右对称的船舶，水动力导数_。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_。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_

7、。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、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.写出有效波倾与最大波倾角之间关系表达式。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来表达，试写出具体表达式，并绘出曲线示意

8、图。分析谐调因子，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。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；（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，VS=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、转舵指数、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，

9、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R=19.0，求纵摇幅值随机过程的方差和纵摇有义统计值。序号123456789幅值（度）0-11-22-33-44-55-66-77-8出现数72133120884625106500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

10、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范围：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5.了解操纵性衡准五、舵设计耐波性一、海浪与统计分析1.风浪三要素、风浪要素定义（表现波状、波幅、周期）、风浪、风级、涌浪2.史密斯效应、有义波高、叠加原理、长/短峰波、各态历经性、正态分布、瑞利分布3.海浪谱有关概念（密度、窄宽谱）4.不规则海浪研究思路5.谱分析法二、船舶横摇1.共振2.表观重力、有效波倾及