2025年船舶考研船舶原理專項訓練（附答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內）1.對于同一艘船，在吃水不變的情況下，增加船寬B通常會怎樣影響其初穩(wěn)性高GM？（）A.GM一定增大B.GM一定減小C.GM可能增大也可能減小D.GM基本不變2.船舶在靜水中處于平衡狀態(tài)，其受到的浮力F和重力W的關系是？（）A.F>WB.F<WC.F=WD.F與W無關3.船舶在靜水中發(fā)生小角度橫搖時，恢復力矩主要是由什么產(chǎn)生的？（）A.船體水密艙室的進水B.船體變形產(chǎn)生的恢復力C.重力與浮力的力臂D.船舶所受的空氣阻力4.在船模阻力試驗中，需要進行換算才能得到原型船舶的阻力，這是為了修正什么因素的影響？（）A.船速B.排水量C.船體材料D.尺度效應5.螺旋槳的盤面比（A/D）是指？（）A.螺旋槳直徑與螺距的比值B.螺旋槳直徑與葉盤面積的比值C.螺旋槳螺距與葉盤面積的比值D.螺旋槳直徑與船體長度的比值6.船舶在波浪中航行時產(chǎn)生的附加阻力主要是？（）A.粘性阻力B.形狀阻力C.興波阻力D.附體阻力7.提高船舶航行效率的主要途徑之一是？（）A.增加船舶吃水B.降低船舶阻力C.提高螺旋槳轉速D.增大船舶寬度8.船舶的穩(wěn)性力臂曲線GZ在哪個角度處達到最大值？（）A.0°B.約為10°-20°C.大于60°D.視船舶具體形狀而定，無法確定9.對于初穩(wěn)性高GM較大的船舶，其靜穩(wěn)性通常被認為是？（）A.較差B.較好C.與GM無關D.無法判斷10.船體結構中，用于承受主要載荷的骨架通常稱為？（）A.縱骨B.橫骨C.強力骨架D.支撐骨二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題中的橫線上）1.船舶的浮心B是船舶所受______的幾何中心。2.船舶在靜水中小角度橫搖時，橫搖力矩是由______與______之間的力矩差產(chǎn)生的。3.船舶的儲備浮力是指船舶在滿載排水量狀態(tài)下，從龍骨面到______之間所排開水的重量。4.螺旋槳的主要參數(shù)包括直徑D、螺距P、盤面比A/D和______。5.船舶的附體阻力主要包括摩擦阻力、______阻力、興波阻力和空氣阻力。6.船舶的穩(wěn)性力臂曲線GZ表示船舶在______時，穩(wěn)性力臂GZ與橫傾角φ的關系曲線。7.船體結構的基本形式有單底、雙底、______和______。8.船舶的回轉性是指船舶在操縱舵后繞______回轉的特性。9.船舶的經(jīng)度穩(wěn)性是指船舶在______作用下抵抗傾覆的能力。10.船舶的船型系數(shù)是描述船體形狀的幾何參數(shù)，如水線面系數(shù)Cw、中拱系數(shù)Cm、中垂系數(shù)Cd和______。三、簡答題（每題5分，共10分。請簡要回答下列問題）1.簡述船舶靜水力學的定義及其主要研究內容。2.簡述螺旋槳推力的產(chǎn)生原理。四、計算題（共50分。請列出詳細的計算步驟和公式）1.（10分）某船滿載時排水量為20000噸，平均吃水T=9米。設船寬B=22米，吃水T與船寬B的比值為0.41。試估算該船此時的平均浮心深度Kb。（水的密度取1000kg/m3）2.（15分）某船在靜水中某裝載狀態(tài)下，重心G坐標為（0,1.5,-2.0）米（相對于船基線，X向為船中，Z向向上為正），浮心B坐標為（0,0,-4.5）米。試求該狀態(tài)下的初穩(wěn)性高GM。3.（15分）某船在靜水中橫傾角φ=15°時，測得穩(wěn)性力臂GZ=1.2米。已知船舶在該裝載狀態(tài)下的排水量Δ=15000噸，船舶重心G高度（距基線）為hg=8.0米。試求船舶在該傾角下的靜穩(wěn)性力矩Ms。（假設船舶寬度B=20米，吃水T=8米，且在此小傾角下浮心B近似不動）4.（10分）某螺旋槳直徑D=3.0米，螺距P=1.8米，轉速N=120rpm。試計算該螺旋槳的螺距比P/D。---請將正確選項的字母填在題后的括號內）1.A2.C3.C4.D5.B6.C7.B8.B9.B10.C請將答案填在題中的橫線上）1.總浮力2.重力，浮力3.滿載水線面4.轉速5.形狀6.小角度橫傾7.單殼，雙殼8.船舶中心線面9.橫搖10.船底系數(shù)請簡要回答下列問題）1.船舶靜水力學是研究船舶在靜水中浮性、穩(wěn)性及船體強度的科學。主要研究內容包括：船舶在不同裝載情況下的浮心、漂心位置及排水量計算；船舶初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性的概念、計算方法和衡準要求；船體結構的基本形式和受力特點等。2.螺旋槳推力產(chǎn)生原理：螺旋槳旋轉時，其葉片以高速向后推水，根據(jù)牛頓第三定律，水對螺旋槳產(chǎn)生一個大小相等方向相反的力，這個力就是螺旋槳的推力。同時，螺旋槳旋轉還會產(chǎn)生伴流、推力減額和旋轉阻力等。請列出詳細的計算步驟和公式）1.解：船舶平均吃水T與船寬B的比值為0.41，即T=0.41*B=0.41*22=9.02米。平均吃水近似等于平均浮心深度Kb。因此，該船此時的平均浮心深度Kb≈9.02米。2.解：初穩(wěn)性高GM=BG*sinφ+ZG-ZB其中BG=BGx2+Bgy2+Bgz2=02+02+(-4.5-(-2.0))2=(-2.5)2=6.25米ZG=Zy+hg=-2.0+8.0=6.0米ZB=-4.5米φ=0°，sinφ=sin0°=0代入公式：GM=6.25*0+6.0-(-4.5)=6.0+4.5=10.5米3.解：靜穩(wěn)性力矩Ms=Δ*GZΔ=15000噸=15000*1000kg=1.5*10^7kgGZ=1.2米Ms=1.5*10^7kg*1.2m=1.8*10^7N·m4.解：螺距比P/D=P/D=1.8米/3.0米=0.6試卷答案一、選擇題1.A解析：船寬B增大，船寬水線面系數(shù)Cw增大，浸水面積增大，導致浮力F增大。在排水量Δ和吃水T基本不變的情況下，重力W基本不變。根據(jù)靜水力平衡F=W，浮力F增大，則初穩(wěn)性高GM（GM=F*KGsinφ/Δ，其中KG和sinφ在很小角度下可視為常數(shù)）會增大。2.C解析：船舶在靜水中處于平衡漂浮狀態(tài)，根據(jù)靜力學基本原理，作用在物體上的所有力必須相互平衡。船舶受到的浮力F和重力W大小相等、方向相反、作用在同一直線上，因此F=W。3.C解析：船舶在靜水中小角度橫搖時，重力W的作用線通過穩(wěn)心M，浮力F的作用線通過新的浮心B'。由于橫搖角度小，GM=GM+BG-ZB，其中BG和ZB的變動很小，可以近似認為穩(wěn)心M的位置不變，浮心B'沿傾斜水線移動。重力W和浮力F不再共線，產(chǎn)生一個使船舶恢復到正浮位置的恢復力矩，該力矩由重力W和浮力F之間的力臂（即穩(wěn)性力臂GZ）產(chǎn)生。4.D解析：船模阻力試驗是在水槽中進行的，船模尺寸與實際船舶相比很小，其受力和水流條件與原型船舶存在差異，主要是由于尺度效應（如雷諾數(shù)、弗勞德數(shù)的不同）導致阻力系數(shù)不同。為了將船模試驗結果換算應用到原型船舶，需要修正這些由于尺度不同而引起的差異，即尺度效應的影響。5.B解析：螺旋槳的盤面比（A/D）是螺旋槳直徑D的平方與螺旋槳葉盤面積A的比值，即A/D=A/(π/4*D2)=4A/(πD2)。6.C解析：船舶在波浪中航行時，船體與波浪相互作用，產(chǎn)生額外的阻力，這主要是興波阻力。興波阻力是由于船體興波消耗能量以及波浪沖擊船體產(chǎn)生的阻力。7.B解析：船舶的航行效率是指船舶有效利用主機功率克服阻力前進的能力。降低船舶阻力是減少船舶航行所需功率的主要途徑，從而提高航行效率。增加吃水、提高螺旋槳轉速、增大寬度都可能增加阻力或所需功率。8.B解析：船舶的穩(wěn)性力臂曲線GZ表示船舶在靜水中小角度橫搖時，穩(wěn)性力臂GZ與橫傾角φ的關系。通常情況下，GZ曲線從φ=0°開始，隨著橫傾角φ的增大，GZ值先增大，在某個角度達到最大值，然后隨著角度繼續(xù)增大而減小，甚至可能變?yōu)樨撝?。最大值對應的角度通常?0°到20°之間，具體取決于船舶的形狀。9.B解析：初穩(wěn)性高GM是衡量船舶靜穩(wěn)性的重要指標。GM值越大，表示船舶的重心越低或浮心越高，船舶在受到外力傾覆后產(chǎn)生的恢復力矩越大，抵抗傾覆的能力越強，因此靜穩(wěn)性越好。10.C解析：船體結構中，用于承受主要載荷（如船體總縱強度、艙壁強度等）的骨架，通常稱為強力骨架，如強力甲板梁、船底縱骨等?？v骨和橫骨通常是次要骨架或支撐骨。二、填空題1.總浮力解析：浮心B是船舶所受全部浮力F的作用點，是浮力F的幾何中心。2.重力，浮力解析：船舶在靜水中小角度橫搖時，恢復力矩是由重力W和浮力F之間的力臂差產(chǎn)生的。3.滿載水線面解析：儲備浮力是指船舶在滿載排水量狀態(tài)下，其水線面以上的船體所排開水的重量，即從龍骨面到滿載水線面之間所排開水的重量。4.轉速解析：螺旋槳的主要參數(shù)包括直徑D、螺距P、盤面比A/D和轉速N。5.形狀解析：船舶的附體阻力主要包括摩擦阻力（粘性阻力）、形狀阻力、興波阻力和空氣阻力。6.小角度橫傾解析：穩(wěn)性力臂曲線GZ是定義在船舶在靜水中小角度橫傾（通常指10°以內）情況下的穩(wěn)性力臂GZ與橫傾角φ的關系曲線。7.單殼，雙殼解析：船體結構的基本形式根據(jù)船殼數(shù)量可分為單殼船（只有一個外殼）和雙殼船（船體兩側有雙層殼板）。8.船舶中心線面解析：船舶的回轉性是指船舶在操縱舵后，其船體繞通過船中并垂直于船體基線的軸（即船舶中心線面）進行回轉（轉首或轉尾）的特性。9.橫搖解析：船舶的經(jīng)度穩(wěn)性是指船舶在橫搖（左右搖擺）狀態(tài)下抵抗傾覆的能力，通常用橫搖恢復力矩或橫搖運動特性來衡量。10.船底系數(shù)解析：船型系數(shù)是描述船體形狀的幾何參數(shù)，如水線面系數(shù)Cw、中拱系數(shù)Cm、中垂系數(shù)Cd和船底系數(shù)Ct（或船底系數(shù)，有時也指船底面積與總水線面面積的比值）。三、簡答題1.船舶靜水力學是研究船舶在靜水中浮性、穩(wěn)性及船體強度的科學。主要研究內容包括：船舶在不同裝載情況下的浮心、漂心位置及排水量計算；船舶初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性的概念、計算方法和衡準要求；船體結構的基本形式和受力特點等。解析：此題要求概述船舶靜水力學的研究范疇。核心內容包括三個方面：一是確定船舶在靜止水中的浮力大小、浮心位置、漂心位置和排水量（浮性）；二是分析船舶抵抗外力傾覆的能力（穩(wěn)性）；三是研究船體結構的組成、形式和承受的載荷（船體強度）。2.螺旋槳推力產(chǎn)生原理：螺旋槳旋轉時，其葉片以高速向后推水，根據(jù)牛頓第三定律，水對螺旋槳產(chǎn)生一個大小相等方向相反的力，這個力就是螺旋槳的推力。同時，螺旋槳旋轉還會產(chǎn)生伴流、推力減額和旋轉阻力等。解析：此題要求解釋螺旋槳推力的來源。核心原理是作用力與反作用力定律（牛頓第三定律）。螺旋槳葉片旋轉時，對水流產(chǎn)生一個向后的作用力，水則對螺旋槳產(chǎn)生一個大小相等、方向相反的力，即推力。同時，螺旋槳旋轉還會影響周圍水流，產(chǎn)生伴流、推力減額和旋轉阻力等效應。四、計算題1.解：船舶平均吃水T與船寬B的比值為0.41，即T=0.41*B=0.41*22=9.02米。平均吃水近似等于平均浮心深度Kb。因此，該船此時的平均浮心深度Kb≈9.02米。解析：根據(jù)題意，利用吃水T與船寬B的關系計算平均吃水，然后近似認為平均吃水等于平均浮心深度Kb。此計算相對簡單，直接應用給定比值即可。2.解：初穩(wěn)性高GM=BG*sinφ+ZG-ZB其中BG=BGx2+Bgy2+Bgz2=02+02+(-2.0-(-4.5))2=(-2.0+4.5)2=(2.5)2=6.25米ZG=Zy+hg=-2.0+8.0=6.0米ZB=-4.5米φ=0°，sinφ=sin0°=0代入公式：GM=6.25*0+6.0-(-4.5)=6.0+4.5=10.5米解析：根據(jù)初穩(wěn)性高GM的定義公式進行計算。首先計算浮心坐標BG，由于B在X、Y軸坐標為0，其Z坐標為Bgz2=(-4.5-(-2.0))2=(-2.5)2=6.25米。然后計算重心高度ZG。最后代入GM公式進行計算。注意單位統(tǒng)一（此處重力加速度g隱含在坐標單位中，若需精確計算需明確g值）。3.解：靜穩(wěn)性力矩Ms=Δ*G