船型系数-舰艇静力学与快速性：定义、物理意义及应用

船型系数是表示船体水下部分面积或船体肥瘦程度的无因次系数，这些系数对分析船型和舰艇航海性能有很大的用处。以下给出各系数的定义。

（1）水线面面积系数（Cwp）：与基平面平行的任一水线面的面积Sw与由相应的船长L、船宽B所确定的长方形面积之比，即

Cwp的大小表示水线面的肥瘦程度。

（2）中站面面积系数（Cm）：中站面在水线以下的面积Sm与由船宽B、吃水T所确定的长方形面积之比，即

Cm的大小表示水线以下的中站面的肥瘦程度。

（3）方形系数（Cb）：船体水线以下的体积，即排水体积V与由船长L、船宽B、吃水T所确定的长方体体积之比（见图1-10），即

图1-10　方形系数

Cb的大小表示船体水下部分的肥瘦程度。

（4）纵向棱形系数（Cp）：船体排水体积V与由相对应的中站面面积Sm、船长L所确定的棱柱体体积之比（见图1-11），即

Cp的大小表示排水体积沿船长方向的分布情况。

（5）垂向棱形系数（Cvf）：船体水线以下的排水体积V与由相对应的水线面面积Sw、吃水T所确定的棱柱体体积之比（见图1-12），即

Cvf的大小表示排水体积沿吃水方向的分布情况。

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图1-11　纵向棱形系数

图1-12　垂向棱形系数

上述各系数定义中的水线面，如无特别指明，通常都是指设计水线面。由上述各系数的定义不难得到如下关系：

以下举例说明船型系数的物理意义。

如图1-13所示，A船的水下形状为一个三棱柱体（见图1-13（a）），B船的水下形状为一个艏、艉尖瘦的棱形体（见图1-13（b）），两船的长、宽、吃水均相同，其排水体积亦相同。

图1-13　特殊棱柱体船

根据定义可得：

对于A船，Cwp=1.0，Cm=0.5，Cb=0.5，Cp=1.0，Cvf=0.5；

对于B船，Cwp=0.5，Cm=1.0，Cb=0.5，Cp=0.5，Cvf=1.0。

由上述两船的立体图形和船型系数可以得出：

方形系数Cb越小，船体水下部分越尖瘦；反之，Cb越大，船体水下部分越丰满。A、B两船虽然水下形状不同，但它们的Cb值是相同的。这说明两船船体水下部分肥瘦程度相同。

排水体积的分布情况可以由纵向棱形系数和垂向棱形系数来说明。

纵向棱形系数反映排水体积沿纵向分布的情况。如Cp较小，排水体积较多集中在船舯部，艏、艉两端较尖瘦，如B船（Cp=0.5），反之，Cp较大，排水体积沿船长方向分布较均匀，且艏、艉两端较丰满，如A船（Cp=1.0）。

垂向棱形系数反映排水体积沿吃水方向分布情况。Cvf较小，排水体积多集中在上部，船体水下部分横剖面呈V形，如A船（Cvf=0.5）；Cvf较大，表示其排水体积上下分布较均匀，如B船（Cvf=1.0），船体水下部分横剖面趋于U形。