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浮心纵向坐标

浮心纵向坐标(longitudinal center of buoyancy,LCB)亦称“浮心纵向位置”,是船舶设计中的重要参数。就阻力来说,LCB的最佳位置在很大程度上取决于船舶航行时的速长比。LCB位置对推进效率也有影响,通常在其他系数已定的情况下,若吧LCB前移,伴流及推力减额都将降低,但对伴流的影响较大。 

浮心纵向坐标基本信息

浮心纵向坐标浮心纵向位置的确定

浮心纵向坐标根据阻力观点选取浮心纵向位置

根据设计船FN的大小可知其阻力成分的大致范围。从阻力观点出发,低速船的LCB宜取船中前,随速度的增加,LCB宜后移,理论上最佳的LCB(下文以XB表示)值应为FN的函数。图1所示为最佳XB的范围,供设计时参考。

长江船最佳XB与FN的关系如图2所示。当FN>0.2528,其最佳XB和双桨沿海船的爱尔曲线接近;当FN<0.25,长江船最佳XB较爱尔曲线偏后。图示曲线代表与高速船配合的小CB长江船最佳XB,对速度较低的大CB船,其最佳XB较图示虚线偏前。

内河船XB选取也可应用下式:

沿海船的最低阻力时XB

的关系为

式中;XB——最佳浮心纵向位置,%L。

浮心纵向坐标根据纵倾调整及其它要求选取

纵倾调整的目的是保证船舶在各种载况下有适宜的浮态。因为浮心纵向位置在小范围内移动对阻力影响甚微,所以在设计实践中,常根据纵倾调整或型线等其他方面的要求来移动XB

例如,我国的内河拖轮上层建筑发达,集于船中前,为调整纵倾常将浮心取于前部。同时,拖轮要求有良好的拖曳效率及操纵性,为保证螺旋桨及舵获得稳定和充足的水流,后体型线必须纤瘦及尾部纵剖线平顺,可将XB前移。但是,根据阻力观点,当拖轮的速长比在1.1~1.4范围时,XB在船中后2.0~2.5%L为佳,与前者要求有矛盾,所以,当

在1.1~1.4时,XB取在船中后1.0%L。

我国港作拖轮的XB均在船中后1.0%~2.0%L之间;内河小拖轮为满足布置及纵倾要求,浮心纵向位置一般控制在船中部或稍后即可。

内河浅水船舶采用隧道线型较多,故后体排水体积损失严重,XB不得取太后,否则难以设计型线,螺旋桨和舵也得不到足够稳定的水流,倒车性能较差。 2100433B

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浮心纵向坐标浮心纵向位置对船舶设计的影响

浮心纵向坐标浮心纵向位置对阻力的影响

有较多的理由浮心纵向位置是船舶设计中的重要参数。就阻力来说,LCB的最佳位置在很大程度上取决于船舶航行时的速长比。在高

值时,主要是保持较瘦的艏部以延迟兴波阻力的发生,同时艉部也不能太肥,以免形状阻力增加。因此结果是所有低方形系数船舶其LCB都在舯后。在低
值时,艉部仍应保持适当的瘦削,以免阻力的急剧增加,但艏部可以较胖,因为在该速长比下兴波阻力占总阻力的百分比较小。因此结果是艉部较瘦而艏部较肥,LCB在舯前。这些趋势充分反应在系列60的母型中。当方形系数在0.60~0.80范围时,其后体棱形系数为0.646~0.750,但相应的前体棱形系数达0.581~0.861。假如以每吨排水量的阻力来表示其影响,则在低速长比时丰满船有较大好处,如
增大,则瘦削船较为有利。

浮心纵向坐标浮心纵向位置对推进效率的影响

LCB位置对推进效率也有影响,通常在其他系数已定的情况下,若把LCB前移,伴流及推力减额都将降低,但对伴流的影响较大。因此LCB前移将使阻力及推进效率同时降低,而最后导致轴马力的增加。所以就流体力学上说,LCB的位置最终归结于所要求的收到马力,而不单是阻力,虽然后者是前者的主要组成部分。

浮心纵向坐标浮心纵向位置对纵倾的影响

船舶的其他一些性能也是与LCB位置有关的,如船在波浪中航行时的运动及失速。在船舶设计中,LCB位置除了从节省功率及较好的适航性之外也还取决于其他的考虑。主要是在各种装载情况下能调整纵倾,特别是油轮和其他散装货轮。干货船及客船的艉机型倾向常引起纵倾问题,同时因艉部形状为机器尺度所要求的容积所制约,亦影响到LCB位置。

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浮心纵向坐标常见问题

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浮心纵向坐标文献

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纵向减震器的设计理论 纵向减震器的设计理论

纵向减震器的设计理论

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页数: 未知

油气开发中射孔作业使用纵向减震器这一工艺在国内虽已广泛应用多年,但对减震器的认识仅停留在利用弹簧吸能减震这一宏观理论上。文中从理论上对其关键部件——弹簧,从材质和截面的选择做深入分析。

站心坐标系分类

站心直角坐标系

定义:以站心(如GPS接收天线中心)为坐标系原点O,Z轴与椭球法线重合,向上为正(天向),y与椭球短半轴重合(北向),x轴与地球椭球的长半轴重合(东向)所构成的直角坐标系,称为当地东北天坐标系(ENU)。

站心极坐标系

定义:以站心为坐标极点O,以水平面(即xoy平面)为基准面,以东向轴(即x轴)为极轴,ρ为卫星到站点的距离,az为星视方向角(azimuth angle),el为星视仰角(elevation)。

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浮心浮心概述

浮心,顾名思义,浮力的等效作用点。当物体放入流体中时,由于与流体的上下接触面受到流体的压强不等,上小下大,故产生压强差,进而物体会受到流体竖直向上的压力,即受到流体的浮力。依据阿基米德定律,可得出物体受浮力大小为物体排开那部分流体所受到的重力。而浮心的位置,就是那部分被排开流体的重心的位置,如果被排开流体的几何形状是规则的,那么浮心就在被排开的流体原先的几何中心。

在造船工业中,工程师常常在船底大规模地安放密度大的铁质材料,以保证船体的重心降低,使重心低于稳心,从而保证船舶在受到外载荷的情况下有足够的稳性。

浮心和重心是两码事,浮心可以与物体的重心相重合,也可以高于或低于物体重心的位置。重心可以看作重力的作用点。浮心也可以看作是浮力作用点,正如物体各个部分都受到重力,但我们可以认为总的重力之作用在重心这个点上一样。

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站心坐标系概念

站心坐标系是以测站为原点的坐标系,即用准备好的基座来定点并进行观察和测量,一般用于施工工程。也用于需了解以观察者为中心的其他物体运动规律,如接收机可见GPS卫星的视角、方位角及距离等,需要用到站心坐标系。

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