浮心垂向坐標

浮心垂向坐標

浮心垂向坐標(vertical center of buoyancy,VCB)亦稱“浮心垂向位置”,是船舶設計中的重要參數。通常是用浮心與滿載水線間的垂直距離來表示。浮心是船舶排水體積的重心,由於船體對於縱中剖面相對稱的緣故,浮心必然是在縱中剖面上。浮心位置的確定,需要把浮心縱向坐標及垂向坐標與某固定線間的距離加以確定。

基本介紹

  • 中文名:浮心垂向坐標
  • 外文名:vertical center of buoyancy
  • 別名:浮心垂向位置
  • 英文縮寫:VCB
  • 一級學科:船舶工程
  • 二級學科:船舶總體
浮心的位置,浮心與重心的關係,求浮心垂向位置的方法,根據水平剖面曲線來計算,根據排水量曲線計算,

浮心的位置

由於船體對於船縱中剖面相對稱的緣故,浮心必然是在船舶縱中剖面上。其位置的確定,只要把它縱向及垂向與某固定線間的距離加以確定。通常浮心的縱位置是用浮心與船中垂線間的水平距離來表示,並說明在&之後或前,圖1中B表示浮心的縱位置,或寫成LCB,浮心的垂向位置通常是用浮心與基線間的垂直距離來表示,圖中KB即表示浮心垂向位置,或寫成VCB。
浮心垂向坐標
圖1

浮心與重心的關係

船舶的浮心和重心是研究船舶穩性的必要因素。船舶重量的合力中心稱為重心,作用在重心上的重力總是垂直向下的,船體是由許多重量不同的部分所組成,因此船體上的重量分布並不均勻。尤其是船上的貨載位置及重量經常改變,故其重心位置不一定在船體幾何體的中點,而是在某一定範圍內變動,但浮心B點與船的重量重心G點必須在同一垂線上,前已說過,浮心的縱位置即等於重心縱位置,所以使船體能平衡浮在水上,浮力(Δ)與船舶重量(W)必然相等而方向相反;通常情況下船舶的重心G在浮心B上,重心與浮心在同一垂直線上。如圖2。
浮心垂向坐標
圖2

求浮心垂向位置的方法

浮心垂向位置,通常繪入靜水力曲線圖及穩心圖中。通常船舶滿載時的浮心垂向位置,在滿載水線下的8/20d(較瘦型)或9/20d(較肥型)之間(d為滿載水線的吃水)。

根據水平剖面曲線來計算

該曲線中所包含的面積重心垂向位置就是浮心垂向位置。故只要知道各水平剖面面積,就可用辛氏定律來計算浮心垂向位置。

根據排水量曲線計算

令A=任何一水平剖面積,y=從滿載水線到A的垂直距離,d=吃水,則垂向位置:
令W=單位體積的水重量,則Ady·W=由於水尺變更,dy面產生的排水量的變化:令Δ=排水量,dΔ=排水量的變化。
將VCB式上下各乘以W,得:
Δs為滿載排水量,
是排水量曲線面積
所以:垂向坐標位置=排水量曲線面積/滿載排水量,(從LWL量下)。
所以要找滿載水線下的VCB,只須將滿載水線下的排水量曲線面積除以滿載時排水量,便可算出。要找任何水線下的VCB,將該水線下的排水量曲線面積算出,除以該水線下的排水量,便可得出VCB在該水線以下的距離(就是浮心與該水線間的垂直距離)。這一方法稱為賀克氏法(Hoks Method)。

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