浮標(biāo)受力分析

1、1浮標(biāo)標(biāo)體所受的力在誰中的浮標(biāo)，其標(biāo)體（浮具）所受外力與航行中的船舶相似，主要受水流力、波浪力、風(fēng)載荷等因素的作用，除此之外，還受到系留纜索的拉力。1.1水流力標(biāo)體所受水流力即為水流阻力，一般認(rèn)為，水流阻力主要由摩擦阻力（粘性阻力）和興波阻力組成，摩擦阻力來自于水流的粘性，不僅取決于船舶濕表面積以及光潔程度，也和船舶表面的曲度有關(guān)；興波阻力則是由于船舶在水面激起波浪所造成的力，與液體的粘性無關(guān)，主要和船型、船舶與水流的相對(duì)速度以及船舶的

2、尺寸有關(guān)。1.1.1目前，計(jì)算船舶水流摩擦阻力的公式較多，我國常用的是基于平板實(shí)驗(yàn)和理論分析所得到的阻力計(jì)算公式，其表達(dá)式為：式中，RM為摩擦阻力（N或KN）；ρ為水的密度（kgm3）；V為浮標(biāo)與水流的相對(duì)速度，即水流流速（ms）；?為浮標(biāo)標(biāo)體濕表面積，可近似用公式?=（1.7TδB）L估算；T為浮標(biāo)吃水（m）；δ為浮標(biāo)方形系數(shù)；L為浮標(biāo)長度（m）；B為浮標(biāo)寬度（m）；CM1為摩擦阻力系數(shù)（無量綱數(shù)）。對(duì)于不同的液體和不同的水流流速，相

3、應(yīng)的阻力系數(shù)也不同，即CM1隨雷諾數(shù)Re而變，Re的表達(dá)式為：式中：v為水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，其余與前相同。表1列出了柏蘭特許立汀關(guān)于摩擦阻力系數(shù)與Re的關(guān)系數(shù)據(jù)。浮標(biāo)浮體表面的粗糙度也將影響標(biāo)體的摩擦阻力，在我國，對(duì)于鋼質(zhì)船體，摩擦阻力系數(shù)的增加值均為CM2=0.0004，因此，浮標(biāo)標(biāo)體所受的摩擦阻力應(yīng)表示為：波浪對(duì)浮標(biāo)標(biāo)體的作用力，可按原蘇聯(lián)動(dòng)力部提出的公式計(jì)算：式中：Rb為波浪力（kN）；K1為波浪力系數(shù)，可由圖1差得，圖中T為浮標(biāo)標(biāo)

4、體的吃水（m），LW為波長（m）；hW為波高（m）；r為水的容重（kNm3）；Ad為標(biāo)體水下?lián)跛娣e（m2）。波浪力系數(shù)的曲線圖在庫區(qū)航道中的浮標(biāo)，根據(jù)波浪所形成的原因不同，波浪載荷主要由兩部分構(gòu)成，一是船行波引起的波浪力；二是由風(fēng)載荷引起的波浪力，下面分述兩種波浪要素的計(jì)算方法。1.2.1船行波世界上已有幾十個(gè)船模型實(shí)驗(yàn)室對(duì)船行波要素進(jìn)行過研究，并應(yīng)用原體觀測資料予以了驗(yàn)證。船行波波長可應(yīng)用荷蘭Delft水工研究所所建立的基于LdKe

5、lin理論導(dǎo)出的計(jì)算公式：式中：VS為傳播航速（ms）；Lw1為船行波計(jì)算波長（m）。Havelock基于LdKelin理論導(dǎo)出了深水條件下船行波相對(duì)波高的關(guān)系式：式中：hw1為船行波計(jì)算波高（m）；S為要求測定的波處距船舶的距離（m）；H為水深（m）；?1、?2為與船型、船舶吃水深度和船速等有關(guān)的系數(shù)，對(duì)已有的實(shí)測資料分析得：對(duì)于巡邏艦、滿載內(nèi)河馬達(dá)船?1=1.0，對(duì)于歐洲空載貨船?1=0.5，對(duì)于空載馬達(dá)船和拖牽輪?1=0.35；?