浮標受力分析

1、1浮標標體所受的力在誰中的浮標，其標體（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水流力標體所受水流力即為水流阻力，一般認為，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；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，主要和船型、船舶與水流的相對速度以及船舶的

2、尺寸有關。1.1.1目前，計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驗和理論分析所得到的阻力計算公式，其表達式為：式中，RM為摩擦阻力（N或KN）；ρ為水的密度（kgm3）；V為浮標與水流的相對速度，即水流流速（ms）；?為浮標標體濕表面積，可近似用公式?=（1.7TδB）L估算；T為浮標吃水（m）；δ為浮標方形系數；L為浮標長度（m）；B為浮標寬度（m）；CM1為摩擦阻力系數（無量綱數）。對于不同的液體和不同的水流流速，相

3、應的阻力系數也不同，即CM1隨雷諾數Re而變，Re的表達式為：式中：v為水的運動粘滯系數，其余與前相同。表1列出了柏蘭特許立汀關于摩擦阻力系數與Re的關系數據。浮標浮體表面的粗糙度也將影響標體的摩擦阻力，在我國，對于鋼質船體，摩擦阻力系數的增加值均為CM2=0.0004，因此，浮標標體所受的摩擦阻力應表示為：波浪對浮標標體的作用力，可按原蘇聯動力部提出的公式計算：式中：Rb為波浪力（kN）；K1為波浪力系數，可由圖1差得，圖中T為浮標標

4、體的吃水（m），LW為波長（m）；hW為波高（m）；r為水的容重（kNm3）；Ad為標體水下擋水面積（m2）。波浪力系數的曲線圖在庫區(qū)航道中的浮標，根據波浪所形成的原因不同，波浪載荷主要由兩部分構成，一是船行波引起的波浪力；二是由風載荷引起的波浪力，下面分述兩種波浪要素的計算方法。1.2.1船行波世界上已有幾十個船模型實驗室對船行波要素進行過研究，并應用原體觀測資料予以了驗證。船行波波長可應用荷蘭Delft水工研究所所建立的基于LdKe

5、lin理論導出的計算公式：式中：VS為傳播航速（ms）；Lw1為船行波計算波長（m）。Havelock基于LdKelin理論導出了深水條件下船行波相對波高的關系式：式中：hw1為船行波計算波高（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的系數，對已有的實測資料分析得：對于巡邏艦、滿載內河馬達船?1=1.0，對于歐洲空載貨船?1=0.5，對于空載馬達船和拖牽輪?1=0.35；?