浮标受力分析VIP免费

1 浮标标体所受的力 在谁中的浮标，其标体（浮具）所受外力与航行中的船舶相似，主要受水流力、波浪力、风载荷等因素的作用，除此之外，还受到系留缆索的拉力。 1.1 水流力 标体所受水流力即为水流阻力，一般认为，水流阻力主要由摩擦阻力（粘性阻力）和兴波阻力组成，摩擦阻力来自于水流的粘性，不仅取决于船舶湿表面积以及光洁程度，也和船舶表面的曲度有关；兴波阻力则是由于船舶在水面激起波浪所造成的力，与液体的粘性无关，主要和船型、船舶与水流的相对速度以及船舶的尺寸有关。 1.1.1 目前，计算船舶水流摩擦阻力的公式较多，我国常用的是基于平板实验和理论分析所得到的阻力计算公式，其表达式为： 式中，RM 为摩擦阻力（N 或KN）；ρ为水的密度（kg/m3）；V 为浮标与水流的相对速度，即水流流速（m/s）；Ω 为浮标标体湿表面积，可近似用公式Ω =（1.7T+δ·B）L 估算；T 为浮标吃水（m）；δ为浮标方形系数；L 为浮标长度（m）；B 为浮标宽度（m）；CM1 为摩擦阻力系数（无量纲数）。 对于不同的液体和不同的水流流速，相应的阻力系数也不同，即CM1 随雷诺数Re 而变，Re 的表达式为： 式中：v 为水的运动粘滞系数，其余与前相同。 表1 列出了柏兰特-许立汀关于摩擦阻力系数与Re 的关系数据。 浮标浮体表面的粗糙度也将影 响 标体的摩擦阻力，在我国，对于钢 质 船体，摩擦阻力系数的增 加 值 均 为CM2=0.0004，因此，浮标标体所受的摩擦阻力应表示 为： 1.1.2 兴波阻力 根据模型试验和理论分析，兴波阻力（包括漩涡阻力）与重力有密切的关系，其表达式为： 式中：RR为兴波阻力（N 或KN）；CR为兴波阻力系数；其余与前面相同。兴波阻力系数CR与付汝德数Fr 有关，Fr 定义为： 式中：g 为重力加速度（m/s2）；其余符号与前相同。 对于不同的船型，CR数值不同，但根据实验发现，当 Fr<0.15 时，CR=0；对于较尖瘦的船舶，当 Fr>0.22～0.25 时，兴波阻力才明显出现。由于三峡库区现行浮标标体采用的是长10m 的钢质标志船，而成库后由于水深大大增加，深水标位处水流流速多小于 1～2m/s，即Fr<0.10～0.2。因此，标体所受的兴波阻力相对较小，可忽略不计。 1.2 波浪力 波浪对浮标标体的作用力，可按原苏联动力部提出的公式计算： 式中：Rb 为波浪力（kN）；K1 为波浪力系数，可由图 1 差得，图中 T 为浮标标体的吃水（m），LW为波长（m）；hW 为波高（m）；r 为水的容重（kN/...