第二章 海浪与统计分析
1、风浪的三要素：风速、风时、风区长度。风浪要素定义：表观波长、表观波幅、表观周期。海浪分类：风浪、涌浪、近岸浪。风浪的要素表示 方法：统计分析方法。 2、规则波（简单的函数表达的波浪）的特性
T= 2 0.8 g
=1.56T 2
c=
=1.25 T
=
2 = kg T
k=
Hale Waihona Puke 2 g3、不规则波：确定性关系和统计关系、叠加原理、随机过程、瑞利分布的统计特性平均波幅、三一平均波幅；十一平均波幅；百一平均波幅 4、谱分析的理论分析（时域分析法与频域分析法） ：谱密度函数是从频率域角度描写随机过程，相关函数则从时间域角度描写随机过程，两者之间 存在傅里叶变换关系
R（ = Sx1 （）e j d x ）
M ( )=-D h
arctan
2 1 2
m =K 0 sin t= m sin t
0
相对横摇角（甲板上浪）和绝对横摇角（晕船） M m Dh m
） = -I M（ = - （ I x x + J x x） xx
垂荡固有周期：
T 2.8 CVP d
结论：纵摇与垂荡的固有周期是相近的
3、不规则波顶浪航行时纵向区域划分：亚临界区域、临界区域、超临界区域
T
第五章 船舶耐波性设计和实船试验
1、主尺度对耐波性的影响：船长（影响纵摇和垂荡） 、船宽（影响稳性和横摇） 、吃水（影响横摇、纵摇、垂荡）初稳性高、船型系数、干舷和舷弧 也有一定的影响。 2、船舶形状对耐波性的影响：船舶型线、静稳性曲线形状、球鼻艏 3、耐波性指标：单项指标（船体的运动幅值、横摇运动周期、绝对加速度、相对波面运动波浪中的失速） 、综合指标（作业时间百分比、期望航速 百分比） 4、耐波性实船试验的组织和实施：选择适当测试海域和时间、编写试验大纲、测量仪表的准备和调试、试验、分析
4、横摇最终方程： 间相位差
2 m sin t
横摇角为：
1 -

m
0
2 2
4 2 2
定义放大因数（横摇幅值与有效波倾之比）
1 -
1 4 2 2
2 2
（1）放大因数趋近于零，相当于横摇周期很小的船在很大的波浪中随波逐流（2）放大因数趋近于无穷大，相当于大船在短波
· T 2 Ixx
Dh
2.01
CB h
杜爱尔公式
zg d
T 0.58
B2 4z 2 g h
估 算 法
T
0 .8 B h
提高横摇固有周期的有效方式是保证足够稳性的前提下尽可能小 h
10、横摇阻尼系数：可靠的方法是模型试验，工程上常采用经验公式计算（贝尔登、尼古拉耶夫、渡边） 11、非线性横摇：横摇角的确定
A 87.5C1C2C3 0.216
12、横摇减摇装置：舭龙骨、减摇鳍、减摇水舱、减摇陀螺、舵减摇、减摇重块
第四章 船舶纵摇和垂荡
1、纵摇和垂荡的耦合运动计算（流体静力、兴波阻力、附加惯性力） 2、固有周期计算：纵摇固有周期： 4、斜浪中船舶摇荡：
C VC 0 S
T 2.8 CVP d
中岿然不动（3）放大因数=1 时为船舶谐摇状态，船舶横摇幅值很大。 5、横摇的谐摇状态及临界状态：谐摇区（0.7-1.3） ，衰减因数越小，幅值越大（阻尼为 0，放大因数无穷大） 6、不规则波横摇：主成分波（波长 30-50 倍三一平均波高） 、有义成分波（2B-60 倍三一平均波高）;亚临界区域（船舶谐摇波长小于 2 倍船宽） 、 临界区域（船舶谐摇波长位于主成分波波长区间） 、超临界区域（船舶谐摇波长大于有义波长区间） 7、模型试验确定横摇频率响应函数（几何相似、运动相似、动力相似） ：记录不同波长产生的横摇幅值和规则波的波高，计算放大因数，最后计算 不同频率下的频率响应函数。 8、横摇水动力系数的确定：横摇惯性矩（惯性半径法、杜爱尔公式） 、加藤公式、附加惯性矩 9、横摇固有周期：
-
能量角度来定义谱密度
S（ = x ）
1 2



2 A i
谱密度曲线下的面积是单位波面积内波浪总能量的量度，当然是衡
量海况严重程度的主要因素。 5、风浪的谱密度公式：P-M 谱、ITTC 谱、JONSWAP 谱、方向谱 6、线 性系 统的响 应关 系横摇 的频 率响应 函数:
Y


A m
0
3、横摇的受力分析：基本假设（波峰线平行于船体中线面、船宽远小于波长、横摇角较小、入射波流场不受船体存在的影响） ，所受力矩：复原力 阻尼力矩
2
0
M （ ） = -2 N -W
2
（ 大角 度+小 角度 ） 惯 性力 矩
A
波浪扰动力矩 波倾角与横摇角之
船舶耐波性预习要领
第一章 耐波性概述
1、耐波性定义：是船舶在波浪中运动特性的统称，包括船舶在波浪中所产生的各种摇荡运动以及由这些运动引起的抨击、飞溅、上浪、失速、螺旋 桨飞车和波浪弯矩变化等性能，直接影响船舶在风浪作用下维持正常功能的能力。 2、12 种运动形式的习惯名称（转动与直线、单向与往复） 3、航行环境条件和耐波性之间关系（船舶摇荡、抨击、上浪、失速、螺旋桨飞车） 4、船舶摇荡运动主要研究有波浪干扰引起的船舶往复运动，其中横摇、纵摇和垂荡对船舶航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要内容。船舶摇 荡是指船舶在风浪作用下产生的摇荡运动，他们的共同特点是在平衡位置附近做周期性的震荡作用。产生何种摇荡运动形式取决于船首方向与风浪 船舶方向之间的夹角，称为遭遇浪向。 （顺浪、尾斜浪、横浪、首斜浪、顶浪） 5、剧烈的横摇、纵摇和垂荡对船舶产生一系列有害的影响，甚至引起惨重后果， （船舶在风浪中产生摇荡运动时，船体本身具有角加速度和线加速 度，因此属于非定常运动）主要表现在以下三个方面： 对适居性的影响（加速度和横摇幅值） 、对航行使用性的影响（抨击、甲板上浪、螺旋桨飞车） 、对安全性的影响（稳性）
=

A A
船上的遭遇周期:
Te =

C-V cos
7、风级和浪级：风速的大小从 0 到 12 分成 13 级的蒲福风级；风级与风速的关系,一般习惯把海况从 0 到 9 分为 10 级。
第三章 船舶横摇
1、横摇运动研究方法，线性理论（时间线性系统，横摇运动为常微分方程）及非线性理论（叠加原理不适用） 2、表观重力（表观重力沿着波面的法向方向） ，有效波倾 矩