应用CAD和EXCEL计算船舶稳性插值曲doc.doc

应用CAD和EXCEL计算船舶稳性插值曲线在“应用EXCEL实现船舶静力学快速计算”一文中已经介绍了解决问题的思路和基本方法。本文将通过实例讲述如何将ACD和EXCEL结合起来应用到船舶稳性计算中。稳性计算的关键是要得到稳性插值曲线。在实例中采用变基线法，9切氏剖面，8水线，横倾角间距10度计算至60，对一般中小型船舶来说已能满足精度要求。一、确定切氏剖面数和获取a，b数据1、在EXCEL中建立一个工作簿名叫“切氏剖面和出入水坐标值”。表1为切氏剖面坐标计算表，型式如下：（此处插入对象EXCEL工作表，在表内双击，即可显示，下同）根据此表，只要输入两柱间长，立马能得出切氏剖面的座标，据此在线型图上得到各个切氏剖面型线的数据。2、制作各横倾角下各水线出入水a，b数据表，6个横倾角6个表格格式完全相同，只是横倾角不同而已，采用复制的方法分为三个工作表轻松搞定。如上工作表2所示。表头数据如垂线间长，水线间距应相应链接。3、用ACD绘制切氏剖面图。画出横剖面格子线，在其上画出切氏剖面线（左右舷对称，包括梁拱线），标出最低进水口位置。删掉左右舷纵剖线，将基线、纵中剖线和水线作为固定座标系，并在右上方用线段画出各倾角下纵中剖线的倾斜位置线。把坐标原点移动到基线和纵中剖线的交点。这一切完成后，另重叠画一条纵中剖线（中轴线），其与船底的交点（称为0点）为基点，向左画出10至60度各倾角的射线，并把它们（包括中轴线）与切氏剖面线和进水口一起定义为块。如下图示例：图示为横倾10度情况4、设假定重心高度Zp=0，以座标原点为基点，将“块“右转10度，然后，将“0”点沿座标竖线向上平移（配合“正交”），直到最大剖面线下部型线与座标基线相切时为止。这时块的中轴线和相应角度射线应该与上面预设的倾角位置线重叠或平行。按a，b取值规则，用CAD的点座标查询功能，即可读取该横倾角下各剖面线与各水线交点的横座标值，也即a，b数据，填入上述表格，注意值的正负号和多值情况下的计算。若a，b无数据时该单元格应填为0。5、用相同的方法，完成20度，30度，40度，50度和60度横倾角下a，b数据取值，并填入各表。同时，注意记下在各横倾角下到达进水口的水线号，一般情况，当某倾角下，进水口的水线下的排水体积小于大倾角稳性的排水体积时，即可停止计算。要声明一下，不用CAD的朋友完全可以采用传统的作图方法求得a，b数据。6、建立一个计算各横倾角下倾斜水线面积Si和静矩Mi的工作簿。共6个表格，分成3个工作表（表3）；表中a，b值链接自a，b数据表（本文中由于EXCEL是插入的对象，在内部可以进行粘贴链接，而对象之间无法实现链接，只能采用简单复制粘贴，下同），其它对a，b的运算功能都可以快速定制，并在输入a，b数据后自动得到结果。实例如下：7、建立一个计算各横倾角下各水线排水体积Vi和稳性力臂lpi 工作簿。6个表格分成3个工作表（表4）。表中SI和Mi链接自表3。实例如下表4：8、将各横倾角各水线下的排水体积Vi和稳性力臂lpi链接汇总至表5。实例如下表：9、最后，用CAD绘制稳性插值曲线。有了稳性插值曲线，只要知道各个核算装载情况的排水量和重心高度，就可以画出各装载状态的静稳性曲线，继而画出动稳性曲线，从而求出稳性回复力臂。显然，上述方法仍然需要不少手工操作。但是，重要的是，上述具有链接和运算功能的成套EXCEL表格，只要保护得好,是可以反复使用的