漂心纵向坐标描述的是漂心距基面的距离,又可称为漂心纵向位置,在船舶工程领域是一个很重要的概念。
漂心纵向坐标曲线指漂心纵向坐标随吃水z变化的曲线,是浮性曲线。
相关概念漂心漂心是船舶水线面积的几何中心。船舶漂浮在水面上,假设平贴着水面对船体做一个切面,其所得就是船舶的水线面。因为这是个虚构的切面,如果从数学的几何概念来看,它没有重量,因此也没有“重心”。然而为了便于理解,我们可以把这个切面想象成一个非常薄的均匀的有重量的切面。而力学中对物体的几何中心和重心的关系是这样描述的:均质物体的重心位置完全决定于物体的几何形状,与物体的重量无关。这时物体的重心就是物体几何形状的中心——形心。由于水线面完全可以看做一层均匀物质,所以其几何面积的中心即形心与其重心也应该是重合的。1
纵坐标纵坐标即平面笛卡尔坐标系中一个点的纵向坐标,由平行于y轴的线段来度量。纵坐标通常与横坐标相对。在数学的函数中也有所应用。为了要知道坐标轴的任何一点,离原点的距离。假设,刻画数值于坐标轴。那么,从原点开始,往坐标轴所指的方向,每隔一个单位长度,就刻画数值于坐标轴。这数值是刻画的次数,也是离原点的正值整数距离;同样地,背着坐标轴所指的方向,我们也可以刻画出离原点的负值整数距离。称x-轴刻画的数值为x-坐标,又称横坐标,称y-轴刻画的数值为y-坐标,又称纵坐标。
确定方法船舶的水线面图:
船舶左右是完全对称的,因此其漂心肯定在其中线上,即x轴上,而漂心与舯部的距离就是漂心距LCF。漂心位置的确定方法一般有两种:计算法和实验法。
计算法如图2所示,因为漂心肯定在X轴上,所以只需用积分法求得Xf即可。根据相应的水线面的理论型线图的半宽尺寸,以及表载等距离横剖线的间隔,以船中分别向首尾分成若干个小块。求得每一小块的面积。根据力学中面积中心的普遍公式可求得漂心所在轴的位置。
实验法把水线面图按比例剪出一个纸板,任意悬挂其一点A,根据二力平衡条件,重心必定在沿着A点的铅垂线上,由于船舶左右是完全对称的,因此其重心在其中线即轴上,所以过A点的铅垂线与轴的交点即为纸板的重心也就是相应水线面漂心。1
研究意义由于船舶的排水量是根据船舶在平浮状态下以平均吃水为基础计算出来的,而通常船体不可能保持平浮,这就必须进行纵倾排水量校正。欧拉定律告诉我们: “在某一水线(平衡地)漂浮的船舶,不改变其排水量,而纵倾时新的水线必通过原来的水线面积的中心——漂心”。我们可以这样来理解,在不改变排水量的情况下,把重量作移动,船产生纵倾,而水线始终是绕着漂心转;换言之,纵倾后的水线若通过原来水线之漂心,其排水量等于原来水线的排水量。2
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张磊 - 副教授 - 西南大学