船舶阻力总结（精选5篇）
篇1：船舶阻力总结
船舶阻力总结
——By Mr.Torpedo 说明：
1、本资料仅供20120114班内部分享。
2、题目纯属个人编写，与考试形式关系不大，仅仿照老师上课所述考试内容，将书上的重要知识点加以总结，仅供参考。
第一章 绪论
1、简述船舶阻力的概念。
2、什么是船舶快速性？船舶具有良好快速性应满足什么条件？
3、什么是船舶阻力曲线？什么是有效功率曲线？分别如何表示阻力性能？
4、船舶阻力研究中常用的速度单位有哪些？他们之间换算关系如何？
5、船舶阻力中常用的相似准数有哪些？
6、船舶的航态如何划分？
7、排水型船舶的航态如何划分？
8、船舶阻力有哪些研究方法？
9、船舶阻力中的坐标系如何选取？
10、船舶阻力的成分如何划分？
11、船体阻力的成分如何划分？
第二章 粘性阻力
1、什么是粘性阻力？它包括哪两部分成分？
2、简述粘性阻力的成因（力学观点、能量观点）
3、相当平板理论的内容 4、1957年国际船模试验池实船—船模换算公式的表达式？
5、简述船体表面弯曲对摩擦阻力的影响
6、什么是形状效应？在阻力计算中如何计入形状效应的影响？
7、船体表面粗糙度包括哪两方面内容？如何修正？
8、船体湿表面积如何计算？
9、简述污底的形成、影响及其防治方法。
10、如何减小船体的摩擦阻力？
11、粘压阻力的影响因素有哪些？设计中如何避免？
12、螺旋桨对粘压阻力有何影响？
第三章 船舶兴波 兴波阻力
1、船舶在水面航行如何兴起波浪？
2、兴波阻力的成因？
3、船舶兴波包括哪两部分？各有什么特点？
4、兴波阻力的成分？
5、写出与x轴夹角为的基元波波数的表达式。
6、船行波的范围？
7、深水域和浅水域的压力点兴波范围有何特点？
8、什么是兴波长度？如何用兴波长度衡量兴波干扰？
9、什么是兴波干扰？何为有利干扰、不利干扰？
10、简述○P理论的内容。
11、薄船理论有哪些基本假定？写出流场速度势的表达式、基本方程和边界条件。
12、Michell积分反映了船型对兴波阻力的哪些影响？
13、减小兴波阻力有哪些方法？
14、破波阻力出现时，波浪运动分哪几个发展阶段？
15、波浪破碎方式？
16、破波阻力的特性有哪些？
第四章 船舶阻力的确定方法
1、确定船舶阻力的方法有哪些？
2、写出二因次换算法的假设和计算方法。
3、Froude观点的缺点有哪些？其不合理之处为何未给试验结果带来太大差别？
4、写出三因次换算法计算船舶阻力的方法步骤
5、如何确定形状因子？
6、低速船模试验的确定有哪些？
7、如何利用普鲁哈斯卡方法获得形状因子？
8、能量观点确定阻力时，阻力成分如何划分？
9、什么是波型分析法？波型测量法有哪几种？
10、简述不同阻力划分方法的阻力成分。
11、船体阻力粘流计算方法有哪些？
12、雷诺平均法（RANS）计算船舶阻力时的关键问题有哪些？
第五章 附加阻力
1、附加阻力的主要成分有哪些？
2、附体阻力的成分有哪些？
3、确定附体阻力的方法有哪些？
4、什么是附体系数？什么是附体阻力百分数？
5、模型试验法确定附体阻力的方法和基本思路？
6、附体设计的注意事项？
7、什么是空气阻力？如何用公式表示？
8、确定空气阻力系数的常用试验方法有哪些？简述试验的步骤
9、写出包括附体阻力和空气阻力的实船的有效功率的公式，并说明各项的含义。
10、简要说明风向对阻力的影响。
11、波浪中阻力增值产生的原因？
12、影响波浪增阻的因素有哪些？
13、波浪中航行时阻力增大会出现哪两种情况？
14、什么是速度损失？什么是储备功率？
15、实船的实际有效功率与静水有效功率和裸船体有效功率的关系表达式？
第六章 船舶阻力近似估算方法
1、船舶阻力近似估算方法有哪几种？
2、海军部系数法的基本假定？如何利用该方法估算船舶阻力？
3、海军部系数的表达式是什么？物理意义如何？
4、如何利用引申比较定律法估算设计船的阻力？
5、基尔斯修正母型船剩余阻力法的基本思路是什么？
6、若设计船和母型船不相似时，如何计算设计船的总阻力或有效功率？
7、应用泰勒—盖特勒系列阻力估算的具体步骤？
第七章 限制航道对船舶阻力的影响
1、限制水道有哪两种？各有何特点？
2、浅水中船舶航速划分为哪几个区？各自有何特点？
3、浅水与深水中兴波波形有何不同？
4、浅水中兴波阻力与深水中有何不同？
5、什么是回流速度？
6、浅水中船舶航态如何划分？
7、简述利用许立汀中间速度法确定浅水阻力的步骤。
8、简述利用阿普赫金法确定浅水阻力的步骤。
9、狭水道中船舶的航速如何划分？
10、简述狭水道中船舶航速变化对船体周围水深的影响
11、简述狭水道对船舶阻力的影响及其确定方法。
第八章 船型对船舶阻力的影响
1、船型参数包括哪几个方面？
2、什么是修长系数？简述其对阻力的影响。
3、对于不同航速的船舶的修长系数选取有何要求？
4、简述棱形系数对阻力的影响。
5、简述方形系数对阻力的影响。
6、简述宽度吃水比对阻力的影响。
7、什么是临界方形系数？
8、若船的排水量、长度和棱形系数一定，横剖面面积曲线形状对阻力的影响可以用哪些量来表征？
9、简述浮心纵向位置对阻力的影响。
10、简述不同航速下对浮心纵向位置有哪些要求？
11、什么是平行中体？
12、带平行中体的船体沿船长可分为哪几部分？
13、对不同航速的船，设置平行中体对阻力有何影响？
14、横剖面面积曲线两端形状有哪些？不同航速船应如何选取？
15、表征满载水线形状的主要因素有哪些？
16、满载水线首尾形状对船舶阻力有何影响？
17、什么是满载水线艏端半进角？
18、船体艏艉端横剖面形状对阻力有哪些影响？
19、船艏柱形状有哪几种？ 20、球鼻艏有何作用？
21、方形船尾部水流有何特点？阻力特点如何？
篇2：船舶阻力总结
第一章 总论
1）《船舶阻力》学科的研究任务与研究方法。
答：本课程着重介绍船舶航行时所受到的阻力的产生原因，各种阻力的特性，决定阻力的方法，影响阻力的因素以及减少阻力的途径等问题。
2）船舶在水中航行时，流场中会产生那些重要物理现象？它们与阻力有何关系？ 3）影响船舶阻力的主要因素有那些？
4）各阻力成分及其占总阻力的比例与航速有何关系？ 低速船 摩擦阻力70%~80%，粘压阻力10%以上 兴波阻力很小
高速船 兴波阻力40%~50%，摩擦阻力50% 粘压阻力5% 5）物体在理想流体无界域中运动时有无阻力？
应该注意的是压阻力中包含有粘压阻力和兴波阻力两类不同性质的力。兴波阻力既使在理想流体中仍然存在，而摩擦阻力和粘压阻力两者都是由于水的粘性而产生的，在理想流体中并不存在。
6）何谓二物理系统的动力相似？ 7）何谓傅汝德（Froude）相似律？ 8）何谓雷诺（Reynolds）相似律？
9)船模试验中能否实现“全相似”？为什么？ 10）何谓“相应速度”（又称“相当速度”）？ 相应速度（模型）
11）某海船航速L100.0(m)，B14.0(m),T5.0(m),4200.0(m3)，湿面积s=5.90(m2)，V=17.0(kts)，阻力试验中所用船模缩尺比25，在相当速度下测得兴波阻力Rw=9.8(n)，试验水温为12C，试求： i）船模的相当速度及排水量；
ii）20C海水中实船的兴波阻力Rw。注：1节(knot)=1.852(公里/小时)12）设RfV1.825，RvpV2，RwV4，在某一航速下，Rf80%Rt，Rvp10%Rt，Rw10%Rt，试计算当速度增加50％后，Rf、Rvp、Rw各占总阻力的百分比。第二章 粘性阻力 1）何谓“相当平板”？
相当平板：同速度、同长度、同湿表面
相当平板假定：实船或者船模的摩擦阻力分别等于与其同速度，同长度，同湿面积的光滑平板摩擦阻力。
2）摩擦阻力与流态的关系如何？雷诺数对摩擦阻力的影响如何？书P162 3）船体表面纵、横向曲度对摩擦阻力影响如何？
当船体水流的平均速度较平板大，因此边界层厚度大部分（船前70%）比平板要小，这导致速度梯度和摩擦阻力增加。
但当船尾附近，船体边界层变厚，常伴有分离、旋涡现象，这时水流速度较小，摩擦阻力也随之减小。4）何谓“水力光滑”？
5）何谓“粗糙度补偿系数”？为何将其称为“换算补贴”或“相关补贴”？
总的摩擦阻力系数可取为光滑平板摩擦阻力系数Cf在加上一个与雷诺数无关的粗糙度补贴系数△Cf.我们一般取0.4*10-3 6）何谓“普遍粗糙度”？何谓“结构粗糙度”？
普通粗糙度：又称为漆面粗糙度，主要是油漆面的粗糙度和壳板表面的凹凸不平等。局部粗糙度：又称为结构粗糙度。主要为焊接，铆钉，开孔以及突出物等粗糙度。7）你了解哪些关于减少摩擦阻力的近代研究，自己有何设想？
1.边界层控制办法2.采用聚合物溶液降阻剂3.仿生学观点4.微小沟槽（微槽薄膜）5.将船体抬出水面，从而使船体表面与水接触改变为与空气接触 8）试述粘压阻力的成因与特性
从能量观点来看，在尾部形成漩涡，另一部分漩涡则被冲向船的后方，同船尾处又继续不断产生的漩涡，这样船体就要不断地提供能量。这部分能量损耗就是以粘压阻力的形式表现的。
9）为降低粘压阻力，对船型有何要求？ 1注意后体形状
（1）
（2）控制船尾水流的变化平缓
2船型变化不宜过急，特别注意横剖面曲线A(x)前肩勿过于隆起，后肩勿过于内凹。3对低速肥大船型，可采用球鼻艏以减少舭涡。
10）试证在边界层未分离情况下，粘压阻力仍存在。（考虑利用边界层方程与Lagrange积分）对于流线型物体，甚至某些优良船型可能并不发生界层分离现象，但粘压阻力仍然存在，仅数值大小不同而已。这是因为边界层的形成使尾部流线被排挤外移，因为流速较理想流体情况时必然增大，压力将下降。这样尾部的压力值不会达到理想流体中的最大值，首尾仍旧存在压力差，同样会产生粘压阻力，但是与由于边界层分离而引起的粘压阻力相比要小得多。11）你所了解的粘性阻力理论计算的研究现状与水平。第三章 兴波阻力
1）试从压力与能量两方面说明兴波阻力的成因。压力观点P191最下面
能量观点：船舶在水面航行时候产生的波浪，船体必须提供兴波的波能，即要克服兴波阻力作功，这就是从能量观点解释兴波阻力的由来。2）试述船行波的形成特点。
船行波：在航行时随着一起前进，波不断向外传播,波浪留在船后。（不断向外向后传播的波）
3）兴波阻力曲线在一定傅汝德数范围内为何峰、谷迭现？
书P199 3-20式 由于COS(2πmL/λ)的数值在1.0~-1.0之间变动，因此兴波阻力在曲线上总是出现凸起和凹陷的“峰”和“谷”
4）何谓傅汝德圆圈P理论？如何利用该理论判断船舶处于何种干扰区？（感受不需要掌握）5）熟悉平面进行波的基本理论及基本参数。恩。。。
6）船体接近自由面的部分对兴波的影响大还是底部对兴波的影响大？为什么？
由波浪理论知。兴波主要发生在自由表面附近，而随浸深增加，波幅将按指数规律衰减。SO~ 7）试述减少船舶兴波阻力的措施。P209 8）你所了解的船舶兴波阻力理论与数值计算的研究现状与水平。9）对于破波阻力的看法及阻力分类的再认识————P215 ① 破波阻力：破波阻力随Fn增大而增大，而且服从Froude的比较定律，即Fn数相等时，破波阻力系数相等。
② 丰满船破波阻力较大，压载情况下破波阻力要比满载时大，因为压载时B/T值增大。
破波阻力除了与船型有关外，主要与B/T和进流段长度有关。减少B/T，增大进流段长度，将能明显减少破波阻力。
理论和实验都证明，采用球鼻型船首能减少破波阻力，主要原因是减少船首波的陡直程度，而且球鼻型的船首在轻载（压载）时效果较大。
10)某长江双桨客货船水线长Lwl=108m，方形系数Cb＝0.594,中横剖面系数Cm=0.97。试用傅汝德圆圈P理论判别航速V＝15节,17.7节,19.5节时兴波阻力是否处于峰值或谷值附近。第四章 附加阻力
1）附体阻力、空气阻力主要是何种阻力成分？为什么？
附体阻力成分：摩擦阻力和粘压阻力。空气阻力：摩擦阻力和粘压阻力 2）波浪中的阻力增值的主要影响因素有那些？
1不论船型的肥瘦情况如何，同一船舶的波浪中阻力增值随所遭遇的波高而增加，遭遇的波浪越大，船体运动愈剧烈，阻力越大。
2.波浪中的阻力增值主要取决于船舶的纵摇和升沉运动的强烈程度以及与波浪的相位关系。3.若所遇波浪的波长在船长3/4以下者产生的纵摇和升沉运动都比较小，但等于或大于船长时所产生的运动将大为加剧，波浪中的阻力增值亦将显著增大 3）何谓试航速度、服务速度、贮备功率？
服务航速：常以持久功率（约为额定功率的85%~90%）在平均海况下船舶所能达到的航速称
为服务航速。
试航速度：服务航速另加0.5~1.0KN作为试航速度
储备功率：在波浪中阻力增值，如要维持静水中的相同航速，则必须较原静水功率有所增加，所增加的功率称为储备功率。第五章 船模阻力试验 1）船池尺度如何确定？ 由船模的大小和速度而定
2）船模阻力试验如何满足相似条件？ Fr满足相似 3）何谓“激流”？
由于试验是在部分相似的条件下所得的船模阻力值，因此必需借助于某些假定。这里需要特别注意的是：船模阻力试验虽然无法满足于实船的雷诺数相等，但并不等于对船模试验的雷诺数Rem没有任何要求。实船船体周围边界层中的水流都是处于紊流状态，因而要求船模试验时边界层中的水流也要处于紊流状态，因此船模试验的雷诺数必须在2000000以上，并且安装激流装置，才能满足船模边界层中的水流处于紊流状态 4）试述傅汝德（Froude）换算方法的本质及基本换算步骤。
5）何谓“尺度效应”？
6）试比较傅汝德（Froude）换算方法及三因次换算方法。
应用弗如德的2因次换算时，由船模阻力试验测量的总阻力Rtm，在扣除相当于平板摩擦阻力Rfm得到剩余阻力Rrm,其中Rfm由平板公式计算所得，模型试验所要求解决的只是Rrm.但在三因次换算中，需要靠船模试验解决的是兴波阻力Rwm及形状因子（1+K）。7）何谓“形状因子”？如何确定它？
粘压阻力系数Cpv与摩擦阻力系数Cf之比是一常熟K称之为形状因子。
8）某船长L=100(m)，V=7.83(m/s)，Fr=0.25，相应船模的缩尺比25。设流态转换的临界雷诺数Rncr=5×10，水的粘性系数ν=1.14×10(m/s)，试以相当平板计算实船、船模层流段的长度范围。
9）某海船模型速度Vm=1.75(m/s)，L6.1(m)，0.82(m)，湿面积s=5.90(m)，缩尺比20，测得总阻力Rt=34.1(n)，试验水温为20C，试用傅汝德换算法求15C海水中
5-6
23实船的总阻力。
10）某海船模型速度Vm=1.54m/s，Fr=0.22，测得Rt=43.1(n)，模型湿面积s=9.0(m)，缩尺
2比30，试验水温为20C，试求实船在15C下的有效功率。11）不同船型比较时阻力数据应如何正确表达？ 第六章 船型对阻力的影响
1）研究船型时应首先明确的基本观点是什么？
要综合考虑各种因素，顾及总体布置。工艺结构，快速性，耐波性，稳性，航区和经济性 2）影响阻力的船型参数有那些？
① 横剖面面积曲线（主要看：浮心位置Xc，平行 体长度Lp和位置，以及前尾形状）
②
满载水线面的形状（主要看：满载水线面积，满载水线平行中段，满载水线首尾形状，以及首端进流段）
③ 首尾形状（包括：首尾横剖面形状，纵剖面形状）
3）横剖面面积曲线包含那些特征参数？
浮心纵向位置Xc，平行中体长度Lp和位置，以及曲线两端的形状
4）为何在研究船型参数对阻力的影响时要按速度参数将船舶分为高、中、低速船型分别讨论？
各类船舶的速度范围不同，因为他们的主要阻力成分亦不一样，所以船型设计所考虑的侧重面各不相同。
5）何谓仿射变化？仿射变化后船型特征变化如何？
将船体表面上各对应坐标分别按一定比例放大或缩小，从而得到不同系列的船模。6）试述船长对阻力的影响。
7）试述棱形系数对阻力的影响。8）试述排水量长度系数对阻力的影响。
9）简述浮心纵向位置、平行中体长度、去流段及进流段长度对阻力的影响。书上全是。10）试述船舶加装球首的作用。
1减小兴波阻力2减小舭涡阻力3减小破波阻力 11）简述方尾流动特征与减阻机理。
它的尾部纵剖线坡度缓和近于直线。这样可使水流大致沿纵剖线方向流动，减少高速水流的扭转和弯曲程度，从而减少能量损失，改善阻力性能。
312）试证影响船舶阻力的六个船型参数LB、BT、CP、CB、CM、L中独立参数不超过四个。
得证。
13）横剖面形状有那些基本类型？从对阻力影响的角度看应如何选择横剖面形状？ U V UV P259 第七章 阻力近似估算方法
1）简述近似方法的特点。用几种方法计算后求平均值是否可以保证近似计算的精度？应该如何选择近似计算方法？
阻力近似估算方法所得结果的准确程度取决于设计船与母型船或设计船与各图谱所依据的船模系列之间的相似程度。为了尽可能提高近似估算的准确性，应该对估算方法的原始资料情况有所了解，有针对性选择估算方法。
船模系列资料估算法。经验公式估算法。母型船数据估算法。2）Taylor法如何进行湿面积修正及船长修正？
3）简述艾亚（Ayre）法计算阻力的步骤。该法如何考虑摩擦阻力修正？
4）某客货船装有轴功率2000马力的主机，正常航速为12节，因锅炉故障，致使主机功率下降12％，试估算航速下降的百分比。第八章 船在限制航道中的阻力
1）简述浅水对船舶流场与粘性阻力的影响。
浅水时船周围的流场发生变化，主要反映船侧，船底的流速比深水时为大，致使粘性阻力增加。同时，由于船底的流速增加，压力下降，从而使船的吃水增加和船的航态发生变化。2）试述浅水对船舶兴波与兴波阻力的影响。
船舶在浅水中航行时兴起的波浪参数如波高，波速（波长）与深水情况不同，而且兴波图形（即兴起波浪的形状）也发生明显变化。3）工程上考虑浅水影响的判据是什么？ 最小临界水深
4）证明在亚临界速度区，相同航速下浅水兴波波长大于无限水深兴波波长。波速损失不等于0 5）船舶在浅狭水道和浅水中航行时的主要差别是什么？兴波现象有何不同？ P299 6）试述用Schlichting法计算浅水阻力的基本思想及计算步骤。7）何谓孤独波？孤独波产生时船舶的浮态与阻力会发生什么变化？ 第九章
1）船舶有哪几种航态？
1排水航行状态2过渡状态3滑行状态 2）试述过渡型快艇的艇型特征和阻力特性。
速度 长度 排水量 横剖面形状，宽度吃水比 棱形系数 水线面系数 船中横剖面系数 浮心纵向位置
3）试析双体船的片体干扰与干扰阻力。剖面形状，长度排水体积系数，片体间距
4）试比较排水型高速船（单体、双体）与常规船舶的兴波特点。高速：首部比较瘦削，进流段 的水线几乎呈直线，水线的进角较小 5）试比较滑行艇与过渡型快艇的船型特征与阻力性能。6）试比较滑行艇与常规船舶的船型特征与阻力性能。
7）简述水翼艇的种类及其在不同体积傅汝德数范围的航行方式与支持方式。8）试述小水线面双体船的船型特征与阻力性能。9）何谓“地面效应”？
篇3：船舶阻力总结
疏浚中绞吸式挖泥船的泥泵所吸起的泥浆是通过长距离的输送管道从疏浚点输送到较远距离的淤泥存放处理点。由于疏浚泥浆是由固体泥沙和水相互混合而成,其流量大且浓度高,所以在输送管道中,泥浆中的固体颗粒会在输送过程中逐渐分层沉积,聚集在管道的底部,引起泥浆淤积堵管和管道阻力增大等输泥问题。泥浆管道阻力增大,增加了泥浆输送能耗,缩短了排泥管输送距离,限制了疏浚船舶的作业范围,因此,研究疏浚船舶泥浆输送管道阻力的影响因素,并采取相应的技术措施减小管道阻力,对于延长输泥管道排距、提高疏浚效率和降低能耗具有重要的工程意义。国内外许多研究者均在理论和试验上对疏浚泥浆的管道输送阻力特性进行研究[1,2,3,4],重点研究了泥浆中固体颗粒的大小、形状、浓度、比重和运动参数、管道壁粗糙度以及流体的粘度等等不同因素对泥浆输送的管道阻力影响[5,6,7],提出了管道阻力的计算公式,如国外的Durand、Wasp和国内的费祥俊、王绍周、张兴荣等研究者在试验的基础上提出了各自的经验或半经验性的管道阻力计算公式,这些研究成果对于管道阻力研究具有非常重要的借鉴作用。本文在他们的研究基础上,分析和计算了几种因素对管道阻力的影响。
1 计算分析模型
1.1 泥浆阻力机理分析
疏浚船舶的输泥管道中泥浆是不稳定的,它由水和固体泥沙混合而成,在一定流速下,泥浆的管道输送阻力损失与泥浆的流态和泥沙固体颗粒的运动形式密切相关。对于理想的均匀泥浆流体而言,泥浆中的固体颗粒与水均匀混合,在管道的横截面上浓度分布均匀,以单一的悬浮状态运动,管道阻力主要由泥浆流体内部剪切摩擦力和泥浆与管壁之间的摩擦力两者之和组成。而对于高浓度不均匀的实际泥浆而言,由于固体泥沙颗粒的比重比水大,在输送过程中泥沙颗粒会以一定沉降速度从水中分离下沉,其浓度在管道的横截面上分布不同,从管顶到管底,泥浆浓度会逐渐增加,泥沙颗粒分别以悬浮、跳跃、滚动和滑动等多种状态存在,在一定流速下泥浆颗粒以悬移运动形式或推移运动形式运动。悬移运动颗粒的能量靠水流的紊动动能支持,而推移运动颗粒的能量靠颗粒间的离散力支持,这种离散力通过推移运动形式将泥沙颗粒传递到管底层,以摩擦力的形式消耗能量,所以,泥沙颗粒的这种推移运动直接消耗水流的能量,其阻力损失与流态密切相关。泥沙颗粒能量消耗除了与流态有关外,颗粒的大小也是重要的影响因素,泥沙颗粒越粗越不易被水流携带,大都以推移质形式输送,额外消耗水流的能量。在高流速下管道内壁的粗糙度对管道阻力的影响不容忽视,它增加泥浆与管壁之间的摩擦力而加快管道能量损失。
1.2 阻力计算模型
1) 泥浆的沿程阻力系数。
在挖泥船的输泥管道中,泥浆的沿程阻力与泥浆的流态和管壁的表面粗糙度相关。由于疏浚输送的泥浆流量大,流速快,其雷诺数较大,泥浆的流态常常处于紊流状态,则管道的沿程阻力系数λ通常选用下列计算公式
式中:Re为管道中泥浆流体的雷诺数,Re=ρmuD/μm,ρm为泥浆的密度,D为管道的内径,μm为泥浆的粘度,μm=μ(1+2.5CV),μ为泥浆载体水的粘度,CV为泥浆的体积浓度,u为泥浆在输送管道中的平均流速;ε为管壁的绝对表面粗糙度;e为管壁的相对粗糙度,e=ε/D。
2) 泥沙颗粒的沉降速度。
在疏浚的泥浆中泥沙固体颗粒的大小不同,以一定的组分分布状态存在,衡量颗粒的大小一般用加权平均直径。当平均直径不同时,颗粒的平均沉降速度计算公式不同,各种计算公式形式如下。
当
当d1<d<d2时,
当
式中:d为泥浆固体颗粒的加权平均中径;ω为泥浆固体颗粒的平均沉降速度;ρs和ρ0分别为泥浆中固体颗粒的密度和水的密度;g为重力加速度。
3) 阻力计算的王绍周模型。
该模型认为,固体颗粒的能量损失包括悬浮耗能、推移耗能和旋转耗能,分别计算各部分的阻力并叠加,最后得到水力坡降的计算方程为
式中:α为比例系数,α=1-0.4lgμr+0.2(lgμr)2,μr为泥浆相对于载体物质的相对粘度。
2 计算分析
基于上述理论,对疏浚的泥浆在管道输送中管道表面粗糙度、泥质颗粒粒径、泥浆浓度和颗粒沉降速度等几种影响因素的影响作用进行分析。对于计算分析的疏浚船舶的输泥管道,管道的内径为219.6 mm,管道中的泥浆流量为280～350 m3/h,泥浆中的干泥质固体颗粒平均密度为2 650 kg/m3,水的密度为1 000 kg/m3,水的运动粘度为1.007×10-6m2/s。当研究某种因素的影响作用时,仅仅改变该因素的值而保持其他因素的值不变,经计算后分别得到如图1～图4所示的相应的关系曲线。
图1为输泥管道的内壁表面粗糙度对管道阻力系数的影响。从图1中可知,当管壁表面粗糙度增加时,泥浆的阻力系数明显增加,这可以解释当输泥管道在使用一段时间后由于管壁的腐蚀出现沉坑或者由于其他附着物吸附在管壁上时,管道表面变得粗糙,使得泥浆输送阻力显著增加。因而,采用减小管道内壁腐蚀和保持内壁清洁光滑等措施,能够减小管道的输送阻力。图2为泥质颗粒粒径与其沉降速度之间的关系。从图2上可知,随着粒径的增大,泥质固体颗粒的沉降速度增大,沉积作用增强,说明泥浆颗粒粒径越大,泥浆越容易出现管道的堵塞现象,因此,要避免泥浆堵管,就必须控制管道中泥质颗粒粒径,采用粉碎等措施使泥浆颗粒细小均匀,降低颗粒沉积速度。图3和图4为泥浆浓度和泥浆沉降速度对管道阻力损失的影响。两图例说明随着泥浆的浓度和泥质沉积速度的增加,泥浆的管道输送阻力随之增加。由于泥浆的浓度影响疏浚生产率,降低泥浆浓度就会降低疏浚的生产率,所以只能通过减小泥质颗粒的沉降速度来降低管道的输送阻力,而泥质颗粒的沉降度随着粒径的减小而减小,因此,减小泥质颗粒粒径不仅可以减少管道堵塞现象,同时可以减小管道中的泥浆输送阻力。
3 结 论
疏浚泥浆在管道输送中受到多个因素的影响,文中通过管道内壁粗糙度、颗粒粒径、泥浆浓度和颗粒沉降速度等影响因素的理论分析和计算,从计算结果可得到如下结论:① 随着管道内壁表面粗糙度的增加,管道的阻力系数明显增加。采取措施降低管道内壁粗糙度,可以有效降低管道的阻力;② 随着泥质颗粒的粒径增大,会增大泥浆中颗粒的沉降速度,引起管道堵塞,进而增大泥浆的管道阻力损失,因此,减小泥浆中颗粒的粒径,能够有效改善管道阻塞现象,降低泥浆的管道输送阻力。
摘要：疏浚输泥管道的堵管和阻力问题影响疏浚生产功效,他们受到管道内壁粗糙度、泥质颗粒粒径、泥浆浓度和沉降速度等多个因素的影响。通过理论分析和数值计算可知,随着各个影响因素数值的增加,会导致管道的管堵现象发生和管道的阻力明显增加,采取一定措施保持管道内壁光滑和降低泥质颗粒粒径大小,可以有效减少堵塞发生和降低泥浆在管道输送中的阻力。
关键词：疏浚船舶,管道输泥,阻力特性,影响因素
参考文献
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篇4：船舶概论课件总结
主要有石油、天然气、铁砂、锰、磷土、磷矿、硫磺、铂砂、铬砂、锡砂、金刚石、砂、砾、贝壳等。
海上油气资源及开发现状
本国产量无法满足国内需要
我国的(能源安全问题）成为加速开发海洋石油最紧迫的原因。海洋成为我国重要的原油生产基地
这些海洋结构物包括固定式平台、移动式钻井平台、海底管线、油气浮式生产系统、精确定位的深水半潜式平台及顺应式深海平台。海水淡化、制盐、提取铀、提取重氢等 我们铀与重氢是原子能的重要原料
海洋风力发电有两大优点，一是海洋风速比陆地风速快且持续时间长；二是海洋风力电厂不会像陆地风力电厂那样干扰附近居民的生活。其安装也比较方便
海洋能通常是指海洋中所特有的依附于海水的可再生自然能源，即潮汐能、潮流能、波浪能、海流能和盐差能。有的学者也把海上风能和海洋中的生物质能也列为海洋能，但它们都不是海洋中所特有的，所以我们把它们放在海洋能之外。海洋能的分类：
按照能量储存形式分类：机械能、热能、物理化学能。机械能包括：潮汐能、海流能、潮流能、波浪能； 热能包括：温差能 物理化学能包括：盐差能
除潮汐能和潮流能是月球和太阳引潮力的作用产生的以外，其它均产生于太阳辐射。
在月亮和太阳引力作用下产生的地球表面海水周期性的涨落潮运动，一般统称潮汐。
这种运动包含两种运动形式：一种是海水的垂直升降，也称为潮汐；一种是海水的水平流动，称为潮流。
海水的涨落潮运动所携带的能量也由两部分组成，前者为势能，即潮汐能；后者为动能，即潮流能。涨潮时，随着海水逐渐向岸边流动，岸边水位逐渐升高，动能变为势能；落潮时，随着海水逐渐离岸而去，岸边水位逐渐下降，势能变为动能。
潮汐能的能量与潮水量和潮差成正比，或者说与流速的立方成正比。
波浪是海洋表层海水在风力的作用下产生的波动，波浪中所储存的能量，称为波浪能。其能量与波高的平方和波动水面的面积成正比。
波浪能是全世界被研究得最为广泛的一种海洋能。波浪能研究被称作为发明家的乐园。
海流是海洋中由于海水温度、盐度的分布不均而形成的密度和压力梯度，或海面上风的作用等原因产生的海水定向流动。海流中所储存的动能，称为海流能。其能量与流速的平方和流量成正比。
温差是在低纬度海洋中，由于海洋表层和海洋深层吸收太阳辐射热量的不同，以及大洋环流的径向热量输送，而形成表层水温高，深层水温低的现象。以表深层海水温度差的形式所存储的热能，称为温差能。
其能量与具有足够温差（通常要求不小于18℃）海区的暖水量和温差成正比。
1981年联合国新能源和可再生能源会议确认：“海洋热能转换是所有海洋能转换系统中最重要的”。在海洋的沿岸河口地区，由流入海洋的江河淡水与海水之间的盐度差（溶液浓度差）所储存的物理化学能，称为盐差能，亦称浓差能。
最引人关注的盐差能是淡水通过半透膜向海水渗透时以渗透压形态表现的势能。其能量与渗透压和淡水量（渗透水量）成正比
研究技术难度很大，费用也很高，近期难以解决。
潮汐能：巨型化、综合利用。
当前国外潮汐能开发的一个明显趋势就是向巨型化发展，波浪能：与其他可再生能源共同开发。与沿岸建筑物相结合。
波能开发的新动向是与其他可再生能源共同开发，并开展综合利用。如波浪发电装置上加装风力发电或太阳能发电装置。波能利用的另一个发展动向是与沿岸建筑物相结合，一方面降低波浪发电站的投资成本，另一方面利用波浪发电装置的吸能作用，也减轻了波浪对海工建筑物的作用力，从而增强了建筑的稳定性。温差能：重视电站的综合利用。
由于温差电站要使用大量的深层海水，在发电的同时可以利用深层冷水养殖鱼类、贝类、和藻类，灌溉种植水果蔬菜，用于建筑物空调；还可利用温差电站发出的电力淡化海水，制造氢、氮、氨和甲烷，从海水中提取贵重金属，如铀、镁、锂和黄金等 潮流能：在小容量示范装置试验成功的基础上，向大型化发展。
潜水员自行佩戴的供气筒及呼吸器。有开放式、封闭式、半封闭式循环三种型式。
海洋资源开发
有关海洋中和海底下的资源和能源的开发和利用。碳氢化合物，以石油与天然气为主；固体矿物(包括砂石)，从海滩、海底或海底下开采，或从海水中提炼；生物资源，鱼类与其他海生物；能源，包括潮汐、海流、波浪、温差、盐差以及太阳能和风能的利用；水，海水淡化、海洋化学元素提取和海水直接利用等。
运输
货物、人、材料、能源、信息等在海面上、海洋中或海底下的运输、输送或传递。主要有下列形式；船舶和各种水上、水面和水中的交通工具，包括驳船、半潜驳或半潜艇、潜艇、气垫船、水翼艇。电缆与光导纤维的电力输送和通信；管道，输送石油与天然气、泥浆和化学品。海洋结构物的用途还有微波通讯
勘探与测量
有关海洋资料与数据的采集、分析和显示，包括水文、潮汐和海洋学有关资料；科学勘探，探索海洋与海底资源、构成物、现象与特性。
海洋环境保护
防止海洋与其边缘地区的环境恶化和有关人造装置的破坏、变坏或损失的措施
海岸带是海陆交接的地带，包括浅海区域与滩涂、港湾等区域。其开发有如下特点： a．资源种类多，开发密度大。b．保护资源与环境的任务繁重。
在海洋中按分布区域，可分为三个区带： 海岸带
200米等深线以内的浅海区或离岸200海里以内的海区 深海洋区 海岸带的开发
增进、利用与发展海岸和沿海水域的活动。
港口与海港和航道建设；工厂、码头和仓库等设施建设，包括生产或运转用的浮动式或固定式的设施；水上游览与居住，包括游艇码头、水上娱乐场所、人工岛等；围海造田。
海洋工程是一门相对较新的学科，它的未来与人类的衣食住行，保护环境、保持人类社会可持续发展密切相关。
海洋工程亦称海洋技术，是一门主要研究为海洋科学调查和海洋开发提供一切手段与装备的新兴学科。《海洋工程导论》
海洋工程可以定义为利用工程原理来分析、设计、发展和管理一些在水中环境，如海洋、湖泊、港湾和河流中运行的系统。《海洋工程基础》
海洋工程主要内容 资源开发技术
主要包括：深海矿物采掘技术，包括勘察、开采、储运等；海底石油钻采技术，包括钻探、开采、储运等；海水资源利用技术，包括淡化、提炼等；渔捞技术，包括近海、远洋等；海洋养殖技术，包括动物、植物等；海洋能源利用技术，包括潮汐、波力、温差、盐度差等。装备设施技术
主要包括：海洋探测装备技术，包括海洋科学的了解，探测结果的分析与利用，各种海况下的求助设备；潜水技术，包括直接（承压）、常压、遥控作业等。海洋土木建筑技术，包括港口、平台，沿海、近海、海岸、海底建筑等；海洋工程船舶技术，包括水面、半潜、潜水等。
海洋工程的相关学科
海岸工程、轮机工程、船舶工程、海军工程及近海工程。海岸工程一般应用工程原理于在海岸运行的系统； 轮机工程应用于船舶动力与机械系统； 船舶工程指的是船体和推进系统的设计；
近海工程应用工程原理于比海岸更深水域的近海工程系统； 海军工程应用工程原理于海军系统或舰船。海洋开发系统方面
海底资源开发系统
海底资源开发系统包括对海底的各种矿物进行调查、开采、运送、冶炼等多种作业。
海洋土木建筑系统
海底石油开采系统
海底石油开采系统从浅海向深海发展，由勘探到出油的过程。勘探-试钻-油田估产-采油工程建设-采油-运输-储油-炼油
海底矿物资源开发系统
潜水器的海底调查系统
根据海与洋的连接情况与一些地理标志的识别，海可以分为内海、外海、边缘海、岛间海等类型。
大陆架：在海面下200米深度内的广大沿岸浅海区域，在曲线上表现为大陆双曲线的延续部分，而在地壳结构上是用于大陆地壳的一部分，是大陆架。大陆坡：深度在200米至4000米左右的一段，曲线陡峭，是大陆坡
大陆裙：在大陆坡脚下呈倾斜渐缓的线段是大陆裙。这一线段，在有些海区里并不存在。大洋盆地;深度在6000米呈平坦的线段是大洋盆地。深海海沟：6000米以下称为深海沟 大洋盆地与深海沟都属于洋底。
陆高海深曲线和地壳高程频率曲线 右侧曲线为地壳高程频率曲线，其上有两个峰： 一是出现在海平面以上，高度为0至200米的区间； 另一出现在海平面以下，深度为4000至5000米的区间
都表示两个高度在地壳上占有最大的面积百分比，亦即在陆高海深曲线上表示陆地与洋底的两个较为平坦的区域。
图中I是表示结构简单的，加大西洋型；2是表示结构复杂的，如太平洋型。在图1中，大陆架、大陆坡和大陆裙三部分组成大陆台阶，其外面就是大洋底。
在图2中，比这类结构复杂的过渡带，除了大陆台阶外，还带有一系列的边缘海盆，海盆外缘
被围以弧形列岛的岛孤，以及岛弧脚下的深海沟等，其外面才是大洋底。在这一类过渡带中火山与地层活动相当活跃。过渡带的许多盆地都是油气储藏的有利地区。
海水的物理性质 温度
海水的温度一般都随深度的增加而减少。在表层附近的温度减少比深层快。
典型表层的温度，其同温状态的厚度可达数十米，一般称该层为混合层。海面风能使该层海水泥合，接近同温状态。
其下为温度骤变区，称为温跃层。该层的温度随季节而异。夏季随表层水温而变暖，冬季则变冷。在温跃层的海水温度随深度的变化较缓慢，接近等温状态。
在大洋中较深处的海水温度多数低于2.3℃。
海洋表层温度的升高是由太阳的辐射、大气的热传导、水蒸气的凝结造成的。而冷却是由海洋表层向大气的回辐射、海洋向大气的热传导、蒸发造成的。盐度
海水中溶解固体物质的总量称为海水的盐度。
盐度的大小等于每千克海水中所含全部固体的克数。
海水的平均盐度为35g，通常写作35‰。
近年来对盐度的测量，多数已改用测量海水的电导率与温度。电导率的最大精确度约为±0.0001％，温度的精确度可达±o.oo03％。海水的盐度大多在3.30一3．70％之间。
表层海水的盐度主要取决于蒸发与降水量之差。其他因素有结冰(由于海水结冰留下盐分，使盐度增加)，大陆河流注入、海冰融化等。
密度
海水的密度取决于海水的压力、温度和盐度，随盐度与压力(或水泥)的增加、温度的下降而增大。因此密度大的水总是较冷的、较深的和盐度较大的水。
若仅考虑海水的温度与盐度的变化，则所有大洋中的海水密度都在1.020-1.030(克／厘米3)之间变化。
由于重力与浮力的作用，密度较大的水有下沉，而密度较小的水有上升到海面的趋势。
风的特征主要是风向与风速。
国际上通用的浦福风级表将风速分为13个风级。风速可达100一200米/秒的龙卷风等，由于不是经常发生的，影响范围也小，没有列入表中。风载荷按照ABS规范计算。风力压强计算式如下：
风力计算注意问题
由圆柱组成的结构（钻井机架、吊臂、桁架式桩腿等），所有圆柱的投影必须计入。（即，不考虑遮蔽效应）
船舶拖航工况（迁航工况）由于船体倾斜而暴露出的面积（例如甲板以下船体部分）需要计入受风面积中。计算时采用对应的形状系数。
群集式的甲板室可以用总投影面积替代各个部分投影面积之和，此时的形状系数取1.1。
桁架式结构（钻井机架、吊臂、桁架式桩腿等），可以采用前后两侧满实投影面积的30%，或前侧满实投影面积的60%代替原由各圆柱构件叠加起来的总面积。
平面结构按照上市计算得到的风压为垂直平面的压力，在求沿风向的风压力时需要进行分解。
风力计算时，吊臂选取最危险的情况。即以最大面积迎风，面积中心在可能的情况下取最高点。
可以考虑遮蔽效应。
波浪是由各种作用力(如风、风暴、地震、太阳、月球等的作用力)引起的波动现象。
其复原力是表面张力、重力和地转偏向力(科里奥利力)图中是的浪能量按周期的分布与引起波浪的主要力。
在波浪成长的开始阶段，波高与波长同时增大，后来仅波长增大。波浪的大小取绝于平均风速、风区或风程(风吹过水面的距离)和风时(风吹过的持续时间)。
形成后的波浪，有可能被顶风、涡动、破碎等原因消耗其能量而逐渐消失。波浪的能量产生与消托的作用过程可以同时存在。
当一定风速下，风作用的时间(即风时)和风吹过的海区(即风区)都足够长时，波浪要素达到极限状态。这种达到某—能量平衡时的波浪，称为充分成长波。因风区长度受限制，处于既不增大也不减小状态的风浪称为定常风浪。
由瞬时扰动产生的波浪。如砖块抛入平静水面时产生的波浪。
由某持续作用力产生的波浪。其频率等于强制力的频率。
在两种流体的分界面处产生的波浪。
例如水面产生的波浪。由于表面波中使水质点复原至平衡位置的作用力主要为重力，表面张力与粘性力均属次要，所以又称为重力波。
又称界面波，是海洋中两层密度不同的外界面上产生的波浪。
淡水与海水的分界面上容易产生内波，内波对深海中石油钻探船用超声波确定船位的动力定位工作会带来危害；团为有内波存在时，超声波会发生折射。
又称立波，以一定速度向外传播的波浪
这种波相对于媒质水平地移动，波的剖面形状不坐，仅是波形前进，不是流体前进，浮于波面的物体不随波浪前进，仅在波浪经过物体时产生摇荡运动而已。
两个间样波幅、波长、频率的前进波彼此反向前进，即形成一个波形停止状态的波浪，其波幅随时间而变化。对于给定时间的驻波，成为静止水波。
在表面张力作用下出现的波动。两层流体的接触面，例如水的自由表面，存在表面张力，其方向与流体的接触面或自由表面相切。
当这些面的曲率较大(如波长很小的波面)，表面张力的垂直分量将影响垂向力的平衡，使接触面两侧的压力不等，表面张力对被动严生显著作用。表面张力波会增加海面的微粗糙度，它与海面的特征分布有关。
波剖面全部分市在静止水面以上(或以下)，波长为无限长的波浪
当水很浅时，水质点的垂向运动受水底的限制，其运动机迹保持与水平状态相近，波形为—个完全在水面上移动的波峰，波速仅与水深有关，而与波长无关。
波长小于两倍水深时，水质点沿轨园运动的表面波。
波长大于两倍水深时，水质点沿近于椭圆轨迹运动的一种前进波。
浅水波因受水深的影响，水底的波速受底部摩擦的影响，较水面的波速小，容易产生波陡较大的波浪，最后形成破碎波。这种波常见于海滩处，对小船易造成海损事故
同向传播的一系列波浪所组成的二维不规则波。常见于近海。台风将临时，—排排波峰线很长的涌由远处传来，形状整齐。长峰波有规则波与不规则波两种，海面所见都属二维不规则波。
又称摆线波，形如摆线的一种有限振幅波动，近似于规则的重力波的波形。其特征为波峰陡，波谷平坦，水质点运动为一圆周，但质点振动中心高于其静止位置。
由正弦或余弦分量组成的波形。它在物理上并不是真实的波，主要为了在数学上易于处理而考虑的。
水面运动相对于时间与位置作周期性变化的波浪。
波形如摆线的一种有限振幅波动，与正弦波相比，波峰较陡，波谷较平坦。其波形不是简谐曲线，且对于横轴是不对称的，通过质点振动中心的平面高于对应的静止水面。波速与波幅大小有关，波幅与波长之比愈大，波速愈大。质点的轨迹接近于圆，但不封闭，每经一周期后沿波浪传播方向有一小段水平的静位移，沿此方向产生一定的水流。质点沿其轨迹运动时，压力是变化的，除自由表面与水底外，其他波面都不是等压面。波幅与波长之比超过一定限度后，波面破碎。波动的能量与位能不相等，动能于垂向与水面方向的分配不相等，能量的传播速度也与小微幅波动的情况不同。
波浪传到浅水区域后，在传播过程中，波剖面不断变形。
如水底的坡度较大，波峰的前侧逐渐变陡，后侧逐渐平缓，直至波峰向前翻卷而破碎，这时的波浪称破碎波。
简称涌，波浪生成后当风停止作用或传播到风作用区域以外的波浪，将是二维的规则波 因风停止作用后，短波先消失，长波有大的动能储备和传播速度，它消失很慢，逐渐形成谐和前进的圆柱形涌浪。
这时海面上往往既有风浪又有涌浪，是两者混杂在一起的混合浪。在海面上可遇到由于风向突变或不同方向的风浪（或涌浪）叠加而成锥形的波浪，因其外形似金字塔，又称金字塔浪。
设计海洋工程时，一般要考虑两种状态：
生存条件
指保证海洋工程安全的最苛刻的外力条件，一般是根据长期的波浪统计资料，取50年或100年，甚至更长的年数仅遇到一次的最危险海况。
工作条件
是按人员与设备允许的工作环境来确定的海况条件。主要研究出现概率多的波浪。设计波法
首先是求得50一100年间的最大波高与相应的波浪周期，然后再用波高与波浪周期相同的规则波代替。此规则波作为设计波，再依据一种恰当的波浪的理论来描述波浪相应特征，如波浪剖面、水质点的轨迹速度与加速度等，并利用一般流体力学的方法推算波浪力。设计谱法
通过长期波浪统计资料求得最大波(即有效波)，再求取具有有效波高与波浪周期的波谱。以此波谱作为设计谱，有谱面积估算出响应的最大数学期望值。此方法类似估算船舶在不规则海浪中响应的短期预报方法。
上述两种方法相比，设计谱法可以得到在不规则波中的响应。目前在海洋的设计工程中已逐渐采用。
非线性时域历程模拟
此方法首先取相当于极限条件下的有效波高与波浪周期的谱作为设计谱 再在时域内进行响应的模拟计算 最后求出响应最大值
当只考虑海流作用时，作用在平台水下部分构件的海流载荷可按下式计算：
应注意海流与波浪的相互作用。当采用莫里逊（Morison）公式计算波浪载荷时，应将波浪水质点速度与海流速度矢量相加。
当采用绕射理论计算波浪载荷时，海流载荷应按上式计算，并和波浪载荷矢量相加。
潮汐与海洋工程设计的关系
海洋工程设计时要按高潮水位估算
航道水深与锚泊地则要考虑低潮水位
高潮与低潮的水位是海水腐蚀最严重的区段
潮差的变化规律、潮位的变化过程、涨落潮的时间等，与海洋工程密切有关。分全日潮、半日潮、混合潮 海啸危害
海啸发生时，从其发源地可传播至近千海里的地方，海面出现长周期的巨大涌浪。遇到海岸或浅滩，可形成几米至几十米高的巨浪。
据历史记载，世界上已有300余次大海啸，在太平洋中出现的约占80%。
日本曾因大海啸，造成几十万人死亡。
印度尼西亚因为火山爆发引起海啸，出现波高35米，波长524公里的海啸波，其波速传播之快，在32小时内竟通过地球周长一半的距离。
海啸分类
地震海啸
由地震或火山爆发形成的风暴海啸（气象海啸）
由低气压形成的 风暴潮危害
风暴潮是一种剧烈的气象潮，是因大风暴及其伴随的气压剧烈变化而导致海面水位异常升高或异常下降的现象。
风暴潮像一个巨大的长波，沿海岸传播，当波峰与当地高潮会和并使水位超过当地警戒水位时，就会产生严重的水灾。
而当波谷与当地低潮会和后，就会导致航行船舶发生搁浅。风暴潮分类
由热带风暴引起的风暴
以夏秋两季最为常见，在北太平洋西部，我国南海、东海等海域经常发生，有急剧的水位变化。
由温带气旋引起的风暴
主要发生在冬春两季，其特点是水位变化持续，但并不急剧，最大高度在1米左右。
冷风暴潮
是我国渤海与黄河北部，由于寒潮与冷空气激发的一种特有的风暴潮，其特点为水位变化持续，但不急剧。
海冰作用力的主要形式
巨大的冰层包围建筑，在潮流与风的作用下，大面积冰层呈整体移动，使建筑物受挤压，如建筑物具有足够的强度，能将冰层切割使之移动，这时建筑物会出现振动。
如有自由漂流的流冰，将对建筑物冲击而产生冲击力。
整体冰层因受温度变化引起膨胀，产生挤压建筑物的膨胀力。
与冰层冻结在一起的建筑物，因水位升降，冰层对建筑物产生垂向作用力。当水位下落时产生向下的重量力，水位上涨时产生向上的上拔力。
流动的冰块对建筑物产生的摩擦力。
地震分类
天然地震
构造地震（地下岩石的构造活动产生）火山地震（强度小，涉及面不大）
环太平洋地震带、横贯亚欧大陆的阿尔卑斯地震带 地球上约有80%的地震能量是环太平洋带释放的。
人工地震 如地下核爆炸。
利用人工地震和天然地震的记录，进行分析研究，可以得到有关地层厚度、界面的几何形态、岩层产状和密度等一系列有用的资料；再结合重力、磁力等观测结果，可用来推论地壳构造与分析矿产资源分布。海洋生物危害
海洋生物的发展导致覆盖基础结构，妨碍正常的目测检验和施工操作；
由于海洋生物的密度比海水高，积污有机体会增加海洋结构的自重；
海洋生物会使海洋结构物表面的粗糙度增加，导致较大的水动阻力；
海洋生物会加速海洋工程结构物的腐蚀过程。
下面再看一下采油平台的发展。
生产平台通常又叫采油平台，是专门从事海上油、气等生产性的开采、处理、贮藏、监控、测量等作业的平台。有的是单个平台，也可由几个不同用途的平台由引桥相连，组成石油生产基地。按建筑材料可分为钢筋混凝土平台和钢质平台；按结构型式可分为固定式平台和移动式平台。固定式平台又可分为桩基式与重力式两种；移动式平台又可分为自升式与张力腿式、牵索塔式等。
海洋平台是在海洋上进行作业的场所。海洋石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底井口有立管相通。
海洋钻井的目的是了解海底地质构造及矿物储藏情况，这项工作通常是由钻井平台来完成的。
“实施海上钻井的主要装备包括自升式钻井平台、半潜式钻井平台、动力定位钻井船等三种”，实际上在一开始唐教授写了四种，还有一种就是“坐底式钻井平台”。第一座坐底式可移动平台1949年应用在墨西哥湾。
这种平台适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾部开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。
钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。
浮船钻井的特点是比较灵活，移位快，能在深水中钻探，比较经济。但它的缺点是受风浪海况影响大，稳定性相对较差，给钻井带来困难。
用浮船钻井会带来一系列问题，由于波浪、潮汐至少给船带来三种运动，即漂移、摇晃、上下升沉，所以更需采用垂荡补偿器来缓和垂荡运动。
半潜式钻井平台，它是大部分浮体沉没于水中的一种小水线面的移动式钻井平台，它从坐底式钻井平台演变而来，由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。目前，深水半潜式钻井平台有三种定位方式：锚索辐射系泊方式、推进器动力系统、锚索系泊加动力定位。
浮式生产系统（Floating production storage and offloading system,简称FPSO）概念于1947年提出。1966年海上第一艘浮式生产储油轮（Floating Production Storage Unit，FPSU）在墨西哥湾投入使用，它和单点系泊的装置、3座固定平台组成一套浮式生产系统。FPSO是由上部模块、船体和系泊系统三个部分组成。
浮式储油轮在海上定位方式包括：软刚臂单点系泊（图1.10）、铰接塔单点系泊（图1.11）、转塔式系泊（图1.12）等。
转塔式系泊系统主要包括内转塔和外转塔两种形式，张力腿平台优缺点
优点：
• • 缺点： 采用干井口和刚性立管，采油树和防喷口可以安装在甲板上，操作起来犹如固定式平台，维护费用也低；
平台主体与上部模块可以在码头边进行一体化建造，以降低海上安装费用。• • • 优点：
• • • 缺点：
• 对上部结构重量变化敏感，有效载荷的调节能力差； 对高频载荷敏感，张力筋腱容易疲劳；
因造价原因，水深适用范围受到限制，不宜太深。
单柱式平台
可以采用干井口； 易于采用刚性立管；
对载荷变化承受能力大，有利于后期侧置钻井。
需要大型海上吊装船，在平台现场海域安装上部模块，安装成本高。
管线系统发展成两大主要形式：
• • 海底管道； 垂直立管
海洋工程结构的发展历程，有两个基本特点：一是从浅水逐渐向深水发展，从最初不足10m水深发展到2000m以上更深的海域作业；二是从固定式结构向顺应式结构发展。
1.什么是海洋结构物动力学？
海洋工程结构动力学是研究海洋结构物的环境载荷、动力响应特性及其在动力载荷作用下动力响应分析理论的一门学科，该学科的根本目的，在于为海洋工程结构的设计开发、建造与安装，提供坚实的理论分析基础。2.海洋结构物有哪些方面的用途？
油气勘探、微波通信、海洋发电、海洋空间利用等等。3.海洋工程结构物所承受的环境载荷包括哪几种？ 风、浪、流、冰、地震。
4.振动系统的动力响应特性（固有振动特性）包括哪两方面？ 固有频率、固有振动形式。
5.什么是系统的固有频率和固有振动形式（固有振形）？
在不考虑阻尼，不施加任何外力的情况下，给系统一个初始的位移或速度，这样求解出的系统振动频率即为系统的固有振动频率，系统的振动形式即为固有振形。
6.分别按照振动系统结构自身的特点、载荷类型、和动力自由度将动力响应问题进行分类？ ①按照结构自身的特点分为：线性系统振动问题和非线性系统振动问题； ②按照载荷类型分为：确定性载荷振动问题和非确定性载荷振动问题； ③按照动力自由度分为：单自由度系统振动问题和多自由度系统振动问题。7.什么是结构的动力自由度？
系统振动时，确定任一时刻全部质量位移所需要的独立的几何参变量的数目，称为动力自由度。8.系统的非线性表现在哪些方面？
①工程结构材料的非线性，即其应力-应变关系不满足胡克定律； ②系统构造的非线性，体现在变形与外力的非线性。③恢复力和阻尼分别是结构振动位移和速度的非线性函数。9.什么是确定性载荷？
载荷的变化规律是完全确定的，无论是周期还是非周期，它们都可用确定性的函数来表达。如：简谐载荷，周期载荷，冲击载荷和持续长时间的非周期载荷。10.什么是非确定性载荷？ 非确定性载荷又称为随机载荷，它随时间的变化规律是预先不可确定的，而是一种随机过程。如地震、风、波浪等。随机过程随不可以表示为时间的确定性函数，但是它们受统计规律的制约，需要用概率统计的方法来研究随机载荷下的结构振动问题。1.用于石油勘探的平台按功能分为哪几类？ 钻井平台和生产平台（采油平台）。
2.用于石油勘探的平台按结构形式分为哪几类？ 固定式平台、顺应式平台、浮动式平台。3.目前深海系泊缆索的三种类型？
①锚链悬链线张紧式系泊，一般水深不大于1000米； ②链-钢缆-链系泊，水深大于1000m； ③链-尼龙缆-链全张紧系泊。4.海洋工程发展的两个基本特点？ ①由浅水逐渐向深水发展；
②从固定式结构向顺应式结构发展。
1.固定式平台的主要振动形式？ 弯曲振动
2.铰接塔平台的动力学问题？
塔柱摇摆运动的浮力力矩和流体动力是非线性的，由此导致塔柱高海情下运动幅值的跳跃和失稳，进而导致平台生产功能丧失。此外，对于大长细比塔柱结构，需要考虑弹性变形研究塔柱的运动和塔柱强度问题。3.张力腿平台的受力和运动特点？
受力特点:浮力远大于平台自重，剩余浮力与张力腿的预张力平衡，张力腿时刻处于受张拉的绷紧状态。
运动特点：平面外的运动（横摇、纵摇、垂荡）较小，呈现刚性；平面内的运动（横荡、纵荡和首摇）较大，呈现柔性。所以张力腿平台为半顺应半刚性结构。4.Spar平台的纵摇/横摇刚度由什么确定？ 重心和稳心的距离GM。5.Spar平台的主要动力学问题？
垂荡-纵摇耦合运动；涡激振动；螺旋侧板和垂荡板的水动力特性研究；平台系索张力分析。6.深水平台的普遍动力学问题？ ①一阶波频响应； ②二阶差频及和频响应； ③柔性构件的动力特性。7.半潜式平台的主要动力学问题？ 垂荡运动。
8.简述管道的锁定共振现象？
篇5：大型船舶建造技术总结
技术总结
一、概述
本项目于2010年*经公司领导批准立项，现已完成………………，实现……，在生产制造过程中积累了大量有效数据，现就项目完结状况、技术进步状况和支撑作用进行总结汇报。
二、项目技术内容及完成情况
1、主要技术: 船体建造尺寸精度控制及关键分段制作工艺改良；坞内铺墩分段合拢新式建造墩
2、完成情况：
VLCC结构钢材质量大，平直部分也相对较大，因此，在建造上采用平直分段无余量建造，所有分段（除个别分段外）无余量合拢的精度目标。围绕这一目标从以下方面进行工作，一次作为该船尺寸的保证措施。
（1）在认真总结以往产品精度控制经验的基础上，对该船的尺寸控制系统做了相当大的改进，并确定各个建造阶段合理的精度补偿值。
（2）通过对组合型材和平面板架的装焊过程的研究，解决了组合型材和平面板架的不同步问题。
（3）该船特设分段建造过程中，通过编制专用建造工艺，对这些分段的建造精度进行过程控制，效果良好。（4）甲板中心梁拱焊接变形工艺。针对VLCC梁拱从中心往两弦折的特点，通过反复次试验，实施了甲板甲板中心梁拱焊接变形工艺，利用中心梁拱的焊接变形形成甲板中心梁拱。
坞内铺墩
考虑到VLCC的分段质量大，而且强结构间距大，因此，在船坞内铺墩设计时，主要从以下几个方面来满足VLCC大坞线载荷的要求：
（1）通过缩小坞墩间距来减小单墩的载荷；
（2）考虑到VLCC的线性较大，因此设计了不同高度的线性墩，不仅对控制整体变形有利，满足了墩的载荷要求，而且不破坏船底油漆，有利于船底倒墩和补漆等施工需要。
（3）大量采用钢支柱、高架墩来代替现有的建造墩，对施工管理十分有利；
（4）制定了专门的VLCC船坞内铺墩作业标准，对坞墩高度公差、水平度公差，以及位置公差作了明确的规定。
三、取得的主要技术成果
1、通过实施尺寸控制，在VLCC的建造过程中，分段修割率小于10%，分段无余量建造率达到94%，分段无余量合拢率达到99.8%，为公司最好水平。
2、通过实施甲板中心梁拱焊接变形工艺减少了一道冷轧机轧折角的工序，提高了工作效率，为工厂创造了效益，实施效果良好。
3、通过制定了专门的VLCC船坞内铺墩作业标准，对保证船体基线和结构建造质量起到了关键的作用。
四、主要技术改进与创新
从船体建造技术方案设计全过程的尺寸控制、关键分段的工艺改良、分段合拢技术改进3个环节工作中总结技术改进与创新、完善与提高的方方面面，其中包括：
1、关键分段制作工艺。由于VLCC分段大多是超大型分段，精度不易控制，特别是102分段，长度达到31000mm，宽度达到21000mm。为保证其建造精度，通过结合现场实际情况编制了《102段建造工艺规程》，应用效果良好。
2、T型材精度补偿工艺。该船的骨材全部为T型材，T型材在装焊过程中存在焊接变形、尺寸收缩和切割误差。为保证分段制作精度和合拢精度，通过反复试验，准确掌握了T型材在装焊过程中的变形和收缩规律，编制了T型材精度补偿工艺，实施效果良好。
3、分段合拢用钢支柱、高架墩的设计。由于VLCC的船体线性较大，且分段质量大合拢较困难，为保证合拢精度，结合现场情况，设计了分段合拢用钢支柱、高架墩，应用效果良好。
五、主要经济、社会、生态效益
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