船舶设计原理4-4主尺度(15-16)

1.简述船型论证的一般步骤：1.调查研究；2.设立船型方案（重量、航速、动力装置）；3.船型方案的技术、运营、经济型的计算；4.选取最佳船型；5.敏感性分析；6.提出建议方案编制设计任务书。

2.简述载重型船舶确定主要要素的步骤：1.排水量的估算（方法：载重量系数法，诺曼系数法）；2.主尺度初选（按母船型比例换算，利用有关统计式计算；3.性能校核及主尺度调整（重量校核，舱容最小干舷校核，稳性和横摇周期校核，航速校核）3.简述平行中体的作用于适用范围：1.对于前体可使进流段型线尖瘦一些，降低兴波阻力；2.对于后体可消瘦去流段的船体型线有利于改善形状阻力；3.简化工艺降低建造成本。

适用范围：Fr较低（Fr<）4.简述双层底的作用：1.保护内底，可提高船体纵向强度和抗沉性，保证船舶船底触礁和搁浅时不沉；2.可作为淡水、燃油、压载水舱之用；3.对油轮有防污作用5.简述纵倾调整方法和途径：1.改变油水舱，淡水舱的布局；2.中机型及尾机型船适当移动机舱位置；3.改变浮心位置6.简述采用网格法（变值发/参数分析法）优化设计方案的思路及特点：思路：系统的改变对设计船的主要性能有显著的影响的船舶要素，组合成若干尺寸方案，对每组方案都进行各项性能计算，然后再每组方案中比较优选。

特点：1.计算工作量比较大；2.参数变值范围不能过小；3.选用的方法与各种近似的公式应比较准确。

7.简述布置地位型船确定主要要素的步骤：1.按布置要求初选主尺度；2.排水量的估算；3.方形系数Cb 的确定；4.性能的校核； 5.综合确定合理的主尺寸。

8.简述船舶总布置的主要内容：1.主船体与上层建筑的总体规划；2.纵倾调整；3.梯口与通道的规划舱室的布置；4.舾装设备的选型与布置。

9.简述船型论证中进行敏感性的理由及常用的方法：为提高船型论证工作的可信度，降低投资者的决策风险通常要在确定性分析之后采用敏感性分析法进行不确定性分析，以期对最优方案作出更为确切的估计和评价。

船舶设计原理第一章1. 船舶设计分为船体、轮机、电气设计；其中船体设计又分为总体、结构和舾装设计；总体设计的工作主要包括：主尺度和船型参数的确定、总布置设计、型线设计、各项性能的计算和保证。

2. 船舶设计的特点：1）必须贯彻系统工程的思想，考虑问题要全面，决策时要统筹兼顾；2）设计工作是由粗到细，逐步近似，反复迭代完成的。

船舶设计也可以说是一个多参数、多目标、多约束的求解和优化问题。

3.船舶设计的基本要求：适用、经济；安全、可靠；先进、美观4.续航力是指在规定的航速（通常为服务航速）或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离。

自持力是指船上所带淡水和食品可供使用的天数。

船舶设计一般分为初步设计、详细设计、生产设计和完工文件四个阶段。

前一阶段的设计结果是后一阶段设计的依据，后一阶段是前一阶段的深入和发展。

第二章1.图纸审查是指新船或改建船舶在设计阶段按规定的送审图纸资料目录将设计资料送交审图部门审查，审图部门审查后提出对设计图纸资料的审查意见书，设计单位依此修改设计并提交对审图意见的答复书。

这个图纸审查的过程通常称为“送审”。

2.干舷是指船中处从干舷甲板的上表面量至有关载重线的垂直距离。

最小干舷是根据规范有关规定计算得到的最小干舷值，它是保证安全性而限制船在劳动过程最大吃水而提出的要求。

船舶具有足够的干舷一方面可以保证有一定的储备浮力，另一方面可以减少甲板上浪。

最小干舷主要从甲板淹湿性和储备浮力这两个基本点来考虑。

3.“A”型船舶——专为载运散装液体货物而设计的一种船舶。

“B”型船舶——达不到上述“A”型船舶各项条件的所有船舶。

4.船长L是指最小型深85%处水线部长的96%，或沿该水线从首柱前缘至舵杆中心线的长度，取其大者。

5.B—60型船舶：船长超过100m的B型船舶，在计算干舷时，其基本干舷取为B型船舶表列干舷值减去了对应船长的B型船舶表列干舷与A 型船舶表列干舷值之差的60%，这种船称为B—60型船舶。

第四章船舶主尺度确定4.7 船舶方形系数的确定8383第四章船舶主尺度确定4.7 船舶方形系数的确定确定船舶方形系数的考虑因素方形系数C b 的确定主要从排水量和快速性这两个基本因素来考虑。

在超常规情况下，如选取的方形系数C b 过大，应注意对耐波性和操纵性等性能的影响。

第四章船舶主尺度确定4.7 船舶方形系数的确定确定船舶方形系数的考虑因素(1)排水量。

(2)快速性。

(3)耐波性。

(4)经济性。

(5)总布置。

方形系数Cb是联系船舶排水量Δ与船长L、船宽B和吃水T的纽带，即C b=Δ/(ρkLBT)，当排水量Δ相差不大时，保持船长L、船宽B和吃水T 不变，通过适当改变Cb可以很方便地调整排水量Δ的大小。

第四章船舶主尺度确定4.7 船舶方形系数的确定确定船舶方形系数的考虑因素(1)排水量。

(2)快速性。

(3)耐波性。

(4)经济性。

(5)总布置。

减小方形系数C b 有利于降低船舶剩余阻力R r ，所以对于R r 比重大的高速船，一般取较小的方形系数C b ，以改善阻力性能。

第四章船舶主尺度确定4.7 船舶方形系数的确定确定船舶方形系数的考虑因素(1)排水量。

(2)快速性。

(3)耐波性。

(4)经济性。

(5)总布置。

减小方形系数Cb有利于减缓船舶在海浪中的纵摇升沉运动，特别是减小方形系数Cb并增大船长L时，快速性与耐波性的改善最显著。

第四章船舶主尺度确定4.7 船舶方形系数的确定确定船舶方形系数的考虑因素(1)排水量。

(2)快速性。

(3)耐波性。

(4)经济性。

(5)总布置。

在排水量Δ不变的情况下，适当增大方形系数Cb，可减小船长L或船宽B，从而可降低船体重量与船价，提高船舶经济性。

对于中速运输船，实船的方形系数Cb常大于阻力最佳的方形系数Cb 而接近于临界方形系数Cb，这时船舶尺度较小，重量较轻，船价较低，同时阻力增加亦不大，油耗较为节省，实船的这一方形系数Cb 值称为“经济方形系数”。

对于低速运输船，从经济性和舱容利用率等方面看，取大的方形系数C b总是有利的。

本科课程设计说明书船舶设计原理课程设计学院专业学生姓名学号指导教师提交日期2011年6月26日课程设计任务书,内容如下：1.课程设计题目：一艘多用途工作船的船型方案主尺度的设计2.应完成的项目：1总体设计方案构思2船舶主尺度及排水量确定3编写课程设计说明书3.参考资料以及说明：1船舶设计原理顾敏童主编,上海交通大学出版社出版,20012船舶设计实用手册,中国船舶工业总公司编,中国交通科技出版社,20074.课程设计的基本要求：1在对设计技术任务书进行全面分析的基础上,对新船的设计方案必须有一个方案构思,提出设想和对各种可能存在的问题进行分析和思考;2对选用的母型船资料和各种估算方法应分析其合理性和适用性;3在选择新船主要要素过程中,除了考虑技术因素以外,必须考虑到新船的经济性,例如造价、营运成本等因素;本课程设计中,不要求对新船的经济性指标进行详细的计算和论证,但是在新船的主尺度选择中必须考虑经济性因素,并对此进行必要的分析和讨论;4应勾画总布置草图,区划主船体舱室等,以便能较为准确地校核布置地位和舱容;5空船重量和主要性能的估算或计算要求可靠和准确；初稳性计算至少应包括两种装载情况;6课程设计说明书应能反映设计思想和设计工作的全过程,每一部分都应有必要的说明和小结,应条理清楚,文字通顺,排版工整,要求用计算机打字成文;5.本课程设计任务书于2011年6月20日发出,应于2011年6月26日前完成目录第一章绪论5概述5研究意义 5 国内外多用途工作船的发展 6 课程设计技术任务书 6课程设计的主要工作内容和基本要求 7方案构思 8母型船资料 8第二章船舶主尺度及排水量的初步估算10确定主尺度应考虑的因素10主尺度选择的一般步骤 11主尺度的确定方法 11根据统计资料和近似计算公式来确定船长范围 11船宽的初步估算 12型深D和吃水d的确定 12方形系数的估算 12其它船型系数的确定 12船舶重量估算及载重量的估算 13船舶重量估算 13 小结 13第三章性能平衡及校核14舱容及重力与浮力平衡校核 14舱容校核 14重力与浮力平衡校核 15初稳性校核 16初稳性高度及横摇周期估算16自由航速校核 17 计算有效马力曲线 17总推进系数计算 18干舷校核 20本章小结 21第四章主尺度方案的确定22结束语 22 参考文献22第一章绪论概述本课程设计是与船舶与海洋工程专业主干课程船舶设计原理课程配套的实践性课程;它的任务是通过课程设计来加深对船舶设计原理理论知识的理解,重点是培养学生综合分析问题、解决问题的能力和实践动手能力;本课程设计要求按照技术任务书,完成一艘多用途工作船的船型方案主尺度的设计;本课程设计是在船舶设计原理的基础上,结合一学期所学内容,综合分析计算出所要求的船只;因为知识和时间的限制,本计算是较粗略的,在excel表格中计算只是大体满足了基本的要求;主尺度计算主要是通过母型船的公式,估算和校核基本依照书本所给的公式;通过最后调试和校核,最后得到是满足所给主机功率的各项数值;因为学识所限,感觉纯在着许多漏洞,希望老师在批改的时候能指正;研究意义随着海上石油和天然气开发工程的迅速发展, 为海上工程提供各种服务的特种工作船舶,已成为海上石油和天然气勘探和开采工程不可缺少的一个组成部分;其主要用途是：1作为钻井、采油、修井作业等各类平台或海上其他大型漂浮物远距离拖航的主拖船,执行拖带等作业任务；2执行钻井、采油、修井等各类平台或海上其他大型构筑物的安全守护、抢险救助任务；3执行钻井、采油、修井等各类平台供应燃油、淡水、钻井水、钻采器具、液态泥浆、水泥等物资；4为钻井、采油、修井等各类平台、浮吊进行起抛锚、移位、就位等生产施工作业;简单的说,就是物资载运、拖带、供油、供水、供水泥、消防等;这要求船舶有较好的操纵性,能够适合在各种风浪、流条件下靠离平台,适合在复杂海况下拖带平台就位;该类船上除了具备通用的拖轮设备外,安装的专用设备主要有：导管式或喷水式推进器、全回转螺旋浆、首侧推装置、大功率的消防炮、泡沫消防系统等;通过以上分析可以看到,多用途工作船具有很多的功能,并要求具有处理海上突发性事故的能力;国内外多用途工作船的发展趋势多用途工作船的发展经历了一个由不成熟到逐渐成熟的发展过程;以胜利石油管理局的多用途工作船为例,船总长米,型宽米,型深米,总吨 496吨,净吨149 吨,吃水米,主机功率 370KW×2,仅具有一定的物资供应能力和小型拖带能力,不具备拖带现有平台的能力;对钻井平台一口井位的物资供应需要多个航次,且拉运水泥需要装载水泥的专用车辆,不具备对外消防能力；而 10000HP多用途工作船是胜利油田有限公司“十五”期间海洋石油生产的重要工程之一,它的建造是为提高油田应对海域及周边海区突发性事件的紧急救助能力,减少因恶劣天气和海况对财产和生命安全造成的损失;该船具有拖力大、功能强、用途多、设备先进的特点,是目前我国自行设计建造的大马力、具有动力定位功能和强大消防功能的多用途工作船;随着能源产业和海洋工程事业的迅速发展,多用途工作船也根据海上作业需要不断发展,船舶性能逐渐改善,船舶功能逐步完善,能够满足多种海上作业需求,成为真正意义上的多用途工作船;课程设计技术任务书1船型及用途本船为双机、双桨海洋多用途拖轮,主要用于拖带、消防、港口作业等多种用途,航行于近海海域;2船级及规范本船入中国船级社,设计建造应满足中国船级社现行规范、规则及有关公约的要求; 3稳性与干舷本船稳性与干舷应满足中国海事局 2004 年颁布的船舶与海上设施法定检验技术规则·国内航行海船法定检验技术规则中对近海航区拖轮的要求;4船体结构本船为全焊接钢质拖轮,骨架形式按结构设计要求选用横骨架式,结构构件的尺寸按中国船级社钢质海船入级与建造规范 2006进行设计;5船员本船定员为14 人;6航速、拖力航速：在风力不超过蒲氏风标 3 级、主机以额定转速运转时,拖轮在满载状态静水中航行时的自由航速大于节,拖带航速 6 节;系柱拖力：～400kN;7主机、齿轮箱主机：型号 6320ZCd-6型柴油机或自选额定功率 1470kW×2额定转速 525 转/分齿轮箱：型号 GWC45·49转速范围：400～900 转/分减速比：：18续航力本船续航力为 3000 浬,能携带燃料油～500 吨,轻柴油～35 吨,滑油～9 吨,淡水～320吨;9自持力本船自持力为30 天;课程设计的主要工作内容和基本要求课程设计的主要工作内容1总体设计方案构思；2船舶主尺度及排水量确定；3编写课程设计说明书;课程设计的基本要求1在对设计技术任务书进行全面分析的基础上,对新船的设计方案必须有一个方案构思,提出设想和对各种可能存在的问题进行分析和思考;2对选用的母型船资料和各种估算方法应分析其合理性和适用性;3在选择新船主要要素过程中,除了考虑技术因素以外,必须考虑到新船的经济性,例如造价、营运成本等因素;本课程设计中,不要求对新船的经济性指标进行详细的计算和论证,但是在新船的主尺度选择中必须考虑经济性因素,并对此进行必要的分析和讨论;4应勾画总布置草图,区划主船体舱室等,以便能较为准确地校核布置地位和舱容;5空船重量和主要性能的估算或计算要求可靠和准确；初稳性计算至少应包括两种装载情况;6课程设计说明书应能反映设计思想和设计工作的全过程,每一部分都应有必要的说明和小结,应条理清楚,文字通顺,排版工整,要求用计算机打字成文;方案构思按设计任务书要求,本船为海洋多用途拖轮,应具备以下特点：1较高的自由航速；2保证优良的操纵性；3具备较大的系柱拖力；4足够的稳性和适航性；5海洋多用途拖轮应有的其他性能和设备;根据以上的特点,本船设计应做到以下几点：1本船采用双机双桨,以获得较高的自由航速,快速到达作业海域;2为保证本船优良的操纵性,应力求减小船长;3为提高本船的推进效率,增加拖力,应加大尾吃水,以增大螺旋桨的直径;4在保证足够稳性和适航性的情况下,型深不应过大,以免引起重心升高和受风面积的增大;5本船应需配备以下主要设备：大功率的自动拖缆机,相应能力的起吊设备和对外消防设备等;母型船资料一、概述本船是航行于沿海航区的2940KW 的海洋多用途拖轮;钢质结构,单连续甲板,长首楼,双机,双桨,双舵船舶,主要任务是营救遇难船舶,拖带搁浅、触礁以及失去机动能力的船舶返回安全地区;二、主尺度及主要要素船长LOA垂线间长LPP型宽B型深 D设计吃水d满载排水量Δ方形系数CB棱形系数CP舯剖面系数CM水线面系数CW浮心纵向位置XB自由航速V12kn三、主机型号6320ZCd-6型柴油机额定功率1470kW×2额定转速525 转/分齿轮箱减速比：1四、螺旋桨采用四叶外旋定螺距螺旋桨 2 个,材料为镍铝青铜;第二章船舶主尺度及排水量的初步估算确定主尺度应考虑的因素1、船长对于各类不同用途的拖轮,其船长的选择是不同的,如对于内河浅水拖轮,由于吃水过小,为了得到一定的排水量不得不加大船长,对于港作拖轮则应尽量减小船长以得到港内自身回转的灵活性,而对于长途航行的拖轮及海洋拖轮,要考虑到减小阻力以及对风浪的抵抗能力,则应适当的增加船长;本船的基本考虑因素有以下几点：1满足布置要求;主甲板以下要布置机舱、淡水舱、重油舱及首尾尖舱等,这些舱室应分布合理,使拖轮在满载和空载情况下尾部吃水变化较小,以保持车叶和舵的良好性能,必要时需考虑设置压载舱,船长应能满足以上布置的要求;2航道限制;内河拖轮,特别是运河和浅水急流航道的拖轮要考虑航道的最小曲率半径对船长的限制;3考虑阻力;拖轮在自航时,对应的速长比约为～,所以增加船长可以降低速长比,即减少了拖轮的剩余阻力;求某些要求自由航速较高的拖轮,可考虑选取较大的船长,但要注意避“峰”求“谷”,即避开阻力的峰值,请结合任务书的要求来考虑;4造价考虑;拖轮船长愈大则重量愈大,造价愈高;2、船宽拖轮船宽主要决定于稳性以及必要的甲板面积,需要考虑的因素有：1稳性要求；2航道限制；3布置要求;3、型深型深对纵向强度、剩余稳性均有很大的影响;由于型深＝设计吃水+最小干舷,故吃水为一定时, 根据最小干舷就可以决定最小型深;4、干舷干舷直接关系到船舶的剩余阻力和大倾角稳性;拖轮的干舷较一般的船舶高, 一般多在～之间,视船舶大小及航区而定;主尺度选择的一般步骤船舶主尺度的选取主要涉及到以下几个方面：① 满足承受重量所需要的浮力,即空船重量加载重量应等于船在设计吃水时的浮力； ② 满足新船所需要的布置地位舱容及甲板面积；③ 满足对新船的各项技术性能快速性、稳性、操纵性、耐波性和强度等的要求； ④ 考虑航线环境、建造与修理厂设备条件对新船主尺度的限制； ⑤ 满足用船部门对新船的有关使用要求; ⑥ 经济性好;具体步骤和方法如下： 1确定主尺度的选择范围首先根据新船的船型、布置地位、航速等和主尺度的限制条件,参考母型船资料,初步确定一个主尺度的选择范围;具体方法是：采用一些主尺度估算公式,对主尺度进行估算,大致确定新船的主尺度范围;2主尺度的第一次近似计算主尺度的初始值可以采用以下方法估算：①采用母型船换算法：采用适当的换算方法粗估新船的主尺度初始值; ②应用统计公式或经验公式：对常规船型,在选用统计公式或经验公式粗估主尺度时,特别要注意公式的适用范围,如果对这些公式的适用范围不清楚,可以用母型船资料来试算,从而了解这些公式的适用范围;3重力与浮力的平衡、舱容和布置地位的初步校核对于布置地位型船：首先校核布置地位与舱容,然后校核浮力与重力的平衡;当吃水允许改变时,用调整吃水的办法来平衡重力与浮力是比较容易的,也可以采用调整方形系数的方法;主尺度的确定方法根据统计资料和近似计算公式来确定船长范围可参考船舶设计手册,根据所给统计资料,进行选择,我选择的是4由船长和主机功率的统计公式来粗略估算：其中：14702 1.4B P KWm =⨯=,结合母型船资料船长LPP 为50m 到60m 之间;结合后面的各种校核可知LPP 为58m;船长对船造价是影响最大的,所以在可能的前提下尽可能的去减小船长;由于要达到相应的马力,所以在无耐之下增加船长从而使其达到相应的要求;船宽的初步估算对于船宽,由于拖轮在工作过程中往往受到被拖船舶的急牵,其稳性要求较高,所以船宽通常按稳性要求结合布置的情况来确定;根据统计资料和母型船来确定船宽范围由母型船换算得到型宽算的船宽为14m型深D 和吃水d 的确定拖船吃水一般由螺旋桨所需的浸沉深度、港口航道条件及对稳性影响较大的B/d 值来选定;本船一般在深水港区和近海海域,因此其吃水不受限制,故吃水的选择主要应从提高推进效率及要求一定的尾吃水和稳性角度来考虑;在一定吃水条件下,型深的大小对稳性、储备浮力等均有影响,因此型深的确定要考虑干舷的要求和型深吃水比的影响以及设计建造的方便;均采用母型船换算公式根据母型船资料, 2.86Bd= 中部吃水取 d 为根据母型船资料,L/D= 型深D 可以取为方形系数的估算沿海船舶方形系数推荐用下式计算：根据 1.08/2B C V L =-但当 1.0V L =时,B C 应减 其中：V 为自由航速,为14kn ； L 为垂线间长英尺初步算的为其它船型系数的确定1. 棱形系数P C沿海船舶的棱形系数和速长比关系采用蒋慰昌公式：1.10/2P C V L =-上式适用于/V L 以下;2. 中剖面系数M C/M B P C C C ==3. 水线面系数W C沿海船舶的水线面系数W C 和方形系数的关系可以用以下表示：0.730.30W B C C =+=4. 浮心纵向坐标B X5.56.5B X V =-拖轮的浮心位置一般在船舯之后,可取在2%--3%LPP 处; 这些均为初步估算,具体校核下面会提及;船舶重量估算及载重量的估算根据同类型船的情况,分别找出各部分的重量系数;1、船体钢料重量H H W C LBD =,系数H C 取自母型船； 为2、舾装重量2/30()O W C LBD =,系数0C 取自母型船； 为3、机电设备重量0.5(/0.7355)M M D W C P =,系数M C 取自母型船；为360t4、排水量裕度取空船重量LW 的5%,综上所述,空船重量LW=105%W H +Wo +W M =1372t1、人员及行李：每人平均重65kg,船员行李50kg; 共2、食品及淡水：食品每人每天4kg,淡水每人每天200kg;可算出食品重量,另外,任务书给出携带淡水～320t; 共353t 3、燃料油+轻柴油：任务书给出携带燃油～535 t; 共535t 4 滑油：任务书给出携带滑油～9t 共9t 5、备品及供应品：该部分通常取为%～1%LW ; 共11t 综合以上,可求出载重量DW ; DW= LW+DW =船舶重量估算根据浮性方程式kLBd B C ρ∆=,由初步选取的主尺度参数计算新船的排水量；Δ=小结由这一章可以大体算出主要尺寸和相关系数以及船体重量;但是这些数据是不可靠的,换需要从新去校核换算;Lpp =58m B =14m d = D =C B = C P = C M = C W = X B =第三章 性能平衡及校核舱容及重力与浮力平衡校核舱容校核一、新船所能提供的舱容的估算主船体总容积的估算,据主尺度包括方形系数,可粗估垂线间长范围内的主船体的型容积1H BD PP V C L BD ==^3BD C 为计算到型深的方形系数,11d d BD B B C C C =+-（）（D-）/(C ）,其中1C 取4;1D 为计入舷弧和梁拱的相当型深,10.7C M D D S =++=; 二、分项舱容的校核1、机舱容积V M机舱所需容积实际上由机电设备布置地位所需的机舱长度L M 和机舱位置所决定;拖轮机舱位置布置在船长中部;已知机舱所需长度L M 和位置时可按下式估算机舱容积：V M =K M L M B D-h DM式中：K M 为机舱体积丰满度系数,取K M =1；h DM 为机舱双层底高度,取h DM = ;机舱长度：L M= l m + C式中：l m =,系数C= ;求得：V M =658m 3 ;2、压载水舱容积V B 压载平均吃水d B =+已知要求的压载航行平均吃水d B 后,可按下式计算压载排水量ΔB,d d BWC C B B =∆∆（） 2-6-4求得： ΔB=<LW= ,即暂时无需压载水舱;求得：V B =0m 33、油水舱容积V OW船上油水舱包括燃油舱、淡水舱、轻柴油和滑油舱等;这些舱所需容积可按储存量来计算：OW i V V =∑ i ci·k ii W V ρ= 2-6-3 式中：i W 为油、水等储存量t ；i ρ为油水的密度t/m 3ci k 为容积折扣系数,对于水舱可取结构折扣系数,对油舱再考虑膨胀系数,重油最后可知道V OW =4、其他舱室容积V A主船体其他舱室还有首尖舱、尾尖舱等等,此范围内上述舱室的容积约占总容积的5%；另外,防污染公约规定,污油、污水舱的舱容不得小于油水舱容积的3%;即可知道V A 占总舱容5%三、全船舱容的校核综上所述需要的总容积为1724m^3小于所能提供的垂线间型容积2908m^3;重力与浮力平衡校核根据初步估算的空船重量LW 和载重量DW 计算出船舶的重力；根据初步选取的L 、B 、D 、d 及B C计算出新船的排水量；比较重力与浮力,采用诺曼系数法进行平衡,最终浮力应略大于重力,并应满足平衡条件的要求;由于排水浮力太过大于船重,不满足要求;因此要进行重力与浮力的平衡校核,采用诺曼系数法进行平衡;采用修正B C来平衡,则诺曼系数： 式中：α= ,β=0 ,γ=0 ;求得：N = ；则δΔ=N ·DW δ= ；再次平衡可知浮力Δ=2281t,略大于LW+DW =,满足条件; 并且从新估算了航速(1.08)B V C =-⨯=此时圆圈P=F R /处在有利“干扰区”初稳性校核拖船的稳性对其安全性和使用效能均有重要的影响,且受稳性规范的约束,是设计中要很好处理的一项重要技术性能;在开始确定主要尺度及船型系数时,就必须给予重视;在此仅考虑初稳性的校核;初稳性高度及横摇周期估算1、满载出港根据船舶静力学,初稳性高 GM=KB+BM-KG亦可化为：212g GM=a d a dB Z +- 式中：g Z =KG 表示重心高度,并且求得：1a =,2a =;最后估算出初稳性高是GM= 横摇周期估算：我国法规的完整稳性规则非国际航行船舶中,横摇周期按下式估算：2240.58f B KG T GM φ+= 3-1-3式中：f=1+B/=,因为B/d>；0GM 为未计及自由液面修正的初稳性高;可求得：T φ=>9s 故,船舶满载时能满足规范对初稳性和横摇性能要求; 2、压载到港`∆≈1789t,/1'('/)0.53w B C C B B C C d d -== ；/1'('/)0.67w B C C W W C C d d -==11 2.53BW C a C ⎛⎫=- ⎪⎝⎭= ；22(0.170.13)W W B C C a C +== 符合法规对我国沿海船只的初稳性高的要求对于3a ,参考相近的船型得出30.78a =,故此时初稳性高有2212314'0.571 4.040.0760.78 5.9 1.37'4B GM a d a a D m d =+-=⨯+⨯-⨯=符合法规对我国沿海船只的初稳性高的要求f= 则横摇周期有：22224144 4.040.580.5818.811.37O B KG T fs GM φ++⨯==⨯=满载和压载都大于8s,符合我国法规自由航速校核计算有效马力曲线Lpp 58 B 14 T Δ B/T Cb xcL/Δ^1/3 Δ^速度13 14 15 Vs/√gLC0 265 220 195 CbcCb%Cb 修正Cb修正数Δ1已修正Cb之C1B/T修正%=-10CbB/T-2%B/T修正数量,Δ2已修正B/T之C2标准xc,%L,船中前或后实际xc,%L,船中前或后相差%L,船中前或后xc修正%xc修正数量,Δ3已修正xc之C3长度修正%=/Lwl长度修正数量,Δ4已修正长度C4Vs^3 2197 2744 3375 Pe可知道,当V=的时候,其有效马力为1501kw总推进系数计算推进系数为：0.H R S P C ηηηη=以上各项效率分别为：船身效率ηH ；敞水效率η0；相对旋转效率ηR ；轴系传送效率S η1螺旋桨敞水效率:22340(75.880.8450.827100.32510)/100P P P B B B η--=-+⨯-⨯1/21/22.52.5525(2940/0.7457)(/0.7457)2.467124.34(14.46(10.145))P a N P B V ⨯===⨯-P —螺旋桨收到功率 N —螺旋桨a V =V1-w即敞水效率: 00.57η=2船身效率(1)(1)H t w η-=- 由海克休公式有0.70.30.70.5760.30.153p w C =-=⨯-=0.500.180.500.5760.180.108P t C =-=⨯-=(1)10.1081.05(1)10.153H t w η--===--3 相对旋转效率ηR ：取4轴系传送效率S η：取,有减速箱;故估算推进系数: 0. 1.050.5970.980.93120.57H R S P C ηηηη==⨯⨯⨯= 而由有效功率曲线知：Pe=则: 1501.0.5112940Pe P C P === 两者相近,符合要求干舷校核按国内航行海船法定检验技术规则.2004进行计算校核 1、 基本干舷0f 按下式计算：查B 型船舶的基本干舷 得0f =544mm<100m 的B 型船舶干舷修正值1f取封闭上层建筑有效长度E 为 所以1f =03. 方形系数对干舷的修正2f当实船的方形系数CB<=时,取2f =0所以本船2f =04.型深对干舷的修正值3f 当D1>L/15时31(/15)f D L R =- mm R=L/ 可以求得3f =5. 有效上层建筑和凸形甲板对干舷的修正值4f 4f =K 4f K= 可求得4f =6.舷弧对干舷的修正值5f50.7522F A S S l f S L +⎛⎫⎛⎫=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ mm S=SF,SA 的求值如下表50.7522F A S S l f S L +⎛⎫⎛⎫=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=综上所述知最小干弦：012354400263.580.6877.8804.6F F f f f mm =+++=+++-+=而本船干弦:590049001000f D B mm =-=-= 大于最小干弦,是符合规定的;本章小结经过重力与浮力调整,舱容校核与调整后,新船的有关参数如下： 排水量∆=2281m 3,空船重量LW=1372t ,载重量DW=机舱容积V M =653m 3,油水舱容积V OW =984m 3,其他舱室容积V A = C B = C P = C M = C W = D 1=第四章 主尺度方案的确定本船的主要要素：58PP L m = 14B m = 5.9D m = 4.9d m = 0.556B C = 0.576P C = 0.706w C = 0.965M C = 2.26%b PP X L =- 2280.98t ∆= 14.46V kn =结束语：本课程设计是在船舶设计原理的基础上,结合一学期所学内容,综合分析计算出所要求的船只;因为知识和时间的限制,本计算是较粗略的,在excel 表格中计算只是大体满足了基本的要求;主尺度计算主要是通过母型船的公式,估算和校核基本依照书本所给的公式;通过最后调试和校核,最后得到是满足所给主机功率的各项数值;因为学识所限,感觉纯在着许多漏洞,希望老师在批改的时候能指正;参考文献：船舶原理上下册盛振邦、刘应中主编,上海交通大学出版社出版,2003；船舶设计原理顾敏童主编,上海交通大学出版社出版,2001；船舶设计实用手册,中国船舶工业总公司编,中国交通科技出版社,2007；国内航行海船法定检验技术规则中华人民共和国海事局 2004 ;。

第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求22第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主要内容第一，船舶主尺度的相关定义；第二，确定船舶主尺度的重要性；第三，确定船舶主尺度的六个基本要求；第四，确定船舶主尺度的四个显著特点。

第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求船舶主尺度是描述船舶几何特征的最基本的参数,主要包括船长L(一般指垂线间长L bp)、型宽B、型深D和设计吃水T。

主尺度相关定义第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求船舶主尺度是描述船舶几何特征的最基本的参数,主要包括船长L(一般指垂线间长L bp )、型宽B、型深D和设计吃水T。

主尺度相关定义第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义=▽/(LBT)方形系数Cb第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义方形系数C b =▽/(LBT)长宽比L/B长度型深比L/D宽度型深比B/D宽度吃水比B/T型深吃水比D/T 主尺度比第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义船舶主要要素：主尺度L、B、D、T等排水量△船型系数C b 、C p 、C pv 、C m 、C w 浮心纵坐标x b 载重量(或载箱量、载客量)主机功率航速船员人数……第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义船舶主要要素：主尺度L、B、D、T等排水量△船型系数C b 、C p 、C pv 、C m 、C w 浮心纵坐标x b 载重量(或载箱量、载客量)主机功率航速船员人数……第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义船舶主要要素：主尺度L、B、D、T等排水量△船型系数C b 、C p 、C pv 、C m 、C w 浮心纵坐标xb 载重量(或载箱量、载客量)主机功率航速船员人数……第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求(1)在新船设计初始阶段的总体方案构思中，主尺度选择是首先要考虑的问题。

第三章 船舶重量与重心3.1 概述排水量是船舶技术性能的重要参数之一，是船舶设计中各项性能计算的重要依据。

船舶的排水量即为组成船舶的各项重量之和。

船舶的重心位置关系到浮态和稳性。

因此，船舶设计和建造中必须尽量准确地计算并控制船舶的重量与重心位置，这是保证船舶各项性能的基本条件。

船舶的重量可分为空船重量和载重量两大部分。

空船重量是船舶的一项重要指标，载重量反映了船舶的装载能力。

在船舶的各个设计阶段，重量和重心的估算或计算都是一项必不可少的重要工作。

它是随着设计阶段的不断深入，逐步近似，由粗略到精确。

本章主要介绍在船舶设计初期，如何对船的重量重心进行分析，寻求它们与船的主尺度和主要要素之间的联系规律，以便能较准确地进行估算，同时也介绍一些具体的估算方法。

3.1.1 平衡条件根据浮性原理，船舶于静水中平衡的条件是：重力等于浮力；重力与浮力的作用线在同一垂直线上。

如图3.1.1所示。

图3.1.1 船舶浮于水面的平衡条件船在某一装载情况下的总重量为i W ∑（单位为：吨，用t 表示），此时船体排开水的重量（即排水量）为BkLBdCk ρρ=∇=∆ （3.1.1）式中：ρ──水的质量密度（3m t ），海水一般为1.025；淡水为1.0； ∇──该装载情况下的型排水体积（3m ）；k──附体体积系数。

因为∇为型排水体积，它不包括外板厚度及附体（如舵、螺旋桨、轴支架、舭龙骨等）在内，k 值是考虑这些因素后的系数，通常 为1.002~1.010,大船取小值，小船取大值，一般可取1.006。

B C d B L 、、、──分别为船长（通常为PP L ）、型宽、吃水及方形系数。

根据平衡条件可得浮性方程式：Bi kLBdCW ρ==∆∑ （3.1.2）3.1.2 民船重量分类及典型载况 1. 重量分类船在某一装载情况下的总重量就是此时的排水量∆，它由各部分重量组成。

通常在设计中将排水量分成空船重量和载重量两部分，即DWLW +=∆ （3.1.3）式中：LW ──空船重量（t ）；民船设计中通常将其分为船体钢料重量H W 、舾装重量 O W 和机电设备重量M W 三大部分，即M O H W W W LW ++=；DW──载重量（t ）；包括货物、旅客、船员、行李、油水（燃油、滑油、淡水等）、食品、备品、供应品以及压载水等。

船舶设计原理答案最新最全1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.通常用其表征货物所需的容积，即每吨货所要求的货舱容积数，单位是T/m3。

DW0占Δ0的百分数，对同样Δ的船来说，ηDW大者，LW小，表示其载重多。

而对同一使用任务要求，即DW和其他要求相同时，ηDW 大者，说明Δ小些也能满足要求。

Wh比例于船体结构部件的总面积（用L,B,D 的某种组合）如Wh=ChL(aB+bD)。

该方法对总纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。

Wh比例于船的内部总体积（用LBD反映）则有Wh=ChLBD。

该方法以船主体的内部体积为模数进行换算，Ch值随L增加而减少的趋势比较稳定。

对大、中型船较为适用。

缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对Wh的影响看成是等同的。

明天,表示的是增加1Tdw时船所要增加的浮力。

船舶。

速度损失有时是相当大的。

柱处的干舷，波浪涌上甲板的现象。

Fmin值，它是从保证船的安全性出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃水而提出的要求，是从减小甲板上浪和保证储备浮力两方面考虑的。

再如油船甲板上设备少，较易排水，货物的渗透率低，抗沉的安全程度较高的特点等，称为AA型船舶特点的其他船舶，他们的干舷应大些。

于港监部门监督。

是指按《船舶吨位丈量规范》的有关规定计算得到的船内部容积，1登记吨位=2.832m3=100立方英尺Tmax，并使船体结构实际符合Tmax的要求，此时Tmax又称结构吃水。

C小于1.3）的重货（煤、矿石等），可按《载重线规范》来决定最小干舷，从而可确定船的型深D，这种船称为最小干舷船，其D即符合最小干弦的要求，也满足容积的要求。

当设计C较大的货船时，按载重线规范求得的最小干舷Fx所决定的D，不能满足货舱容积的要求。

型深D需根据舱容确定，船的实际干舷大于最小干舷，这种船称为富裕干舷船。

Tmax，根据这种要求设计的船就称变吃水船。

第四章船舶主尺度确定4.2 确定船舶主尺度的一般步骤2323第四章船舶主尺度确定4.2 确定船舶主尺度的一般步骤确定主尺度的一般步骤由于选择主尺度时考虑的因素很多，而且各种因素对主尺度选择的影响是不同的，甚至是矛盾的。

在没有具体确定一组主尺度数值之前，难以对各项性能和各种指标做出定量的分析，也谈不上对所选择的主尺度进行优劣判断和调整，试图希望一次选定一组能满足各种约束条件的主尺度是不现实的。

所以确定主尺度必须有一个合理的步骤和科学的方法，通过一个反复选代、逐步近似的过程来完成。

尽管确定船舶主尺度的方法会因船舶种类不同而不同，但其基本思路和一般步骤是相同的，大体可归纳为如下几个步骤：第四章船舶主尺度确定4.2 确定船舶主尺度的一般步骤确定主尺度的一般步骤(1)任务书分析。

(2)主尺度限制。

(3)性能主次性。

(4)第一近似值。

(5)性能粗校核。

(6)绘图细核算。

(7)主尺度选优。

任务书分析（1）航区、航线、用途本船为无限航区，可以在世界任何海洋航线航行，主要用于装载化学品以及与船型设备相适应的成品油等。

（2）船级本船为中国船级社(CCS)入级船舶。

按CCS《钢质海船入级和建造规范》设计，本船船体结构、总体性能、舾装设备等均应满足CCS相关规范对油船的要求。

（3）船型本船为钢质液货化学品船，液货舱型式为整体重力式液货舱。

船首设球首，船尾采用巡洋舰尾，单机单桨单舵，船体采用双层底设计，左右设边舱，前后设隔离舱。

（4）装载量本船在海水中（密度3m/t025.1)，达到设计吃水的情况下，载重量为——DWT。

（5）航速在深海、静水、风力不超过蒲氏2级、无污底，在设计吃水状态下，以最大持续功率输出的情况下，试航航速为13.5kn。

在设计吃水状态下，以持续服务功率情况下的服务航速为13kn。

（6）续航力与自持力在设计吃水、13kn航速的正常航行状态下，续航力约为10000海里。

自持力约为60天。

（7）船员船员定额28人，另有领航员一人。

第四章船舶主尺度确定4.8 载重型船舶主尺度的确定9494第四章船舶主尺度确定4.8 载重型船舶主尺度的确定确定载重型船舶主尺度的思路方法船舶设计中往往根据船舶任务要求和设计特点的不同将船舶分为两种类型：一是载重型船，二是布置地位型船。

(1)载重型船。

所谓载重型船，是指载重量DW与排水量Δ的比值(DW/Δ)较大、较稳定的船舶。

设计这类船时，载重量是主要矛盾，其主尺度确定往往从重力与浮力平衡入手。

油船、散货船及杂货船等是典型的载重型船。

(2)布置地位型船。

所谓布置地位型船，是指为了布置各种用途的舱室需要较大舱容或甲板面积的船舶。

设计这类船时，船容量是主要矛盾，故也称为容积型船，其主尺度确定通常从总布置入手。

客船、科学考察船、车客渡船、集装箱船和载驳船等均属于布置地位型船。

第四章船舶主尺度确定4.8 载重型船舶主尺度的确定确定载重型船舶主尺度的思路方法设计载重型船的首要任务就是确保载重量要求，根据重力与浮力平衡条件，先估算能满足载重量要求的排水量，然后根据估算的排水量来确定主尺度，再进行性能校核，若校核结果不合理，则需要进一步调整主尺度。

排水量主尺度重力与浮力平衡条件性能校核结果不合理第四章船舶主尺度确定4.8 载重型船舶主尺度的确定确定载重型船舶主尺度的具体步骤(1)排水量估算。

(2)主尺度初选。

(3)性能粗校核。

1)载重量系数法载重型船第一次估算排水量Δ时通常利用载重量系数ηdw，即Δ=DW/ηdw式中，DW——设计船的载重量；ηdw ——载重量系数。

第四章船舶主尺度确定4.8 载重型船舶主尺度的确定确定载重型船舶主尺度的具体步骤(1)排水量估算。

(2)主尺度初选。

(3)性能粗校核。

2)诺曼系数法当具有很相近的母型船且新船载重量与母型船相差不太大时，可采用诺曼系数法来估算新船排水量ΔΔ=Δ0+δΔ=Δ0+NδDW式中，N=1/(1-(Wh+2W f/3+2W m/3)/Δ)为诺曼系数；δDW为新船载重量与母型船载重量的差。

第四章船舶主尺度确定4.4 船舶宽度的确定4747第四章船舶主尺度确定4.4 船舶宽度的确定确定船舶宽度的考虑因素船舶宽度同样也受到一系列因素的制约，如：航道、港口和船舶建造厂的客观条件，船舶的各项技术性能、使用要求和经济性对船舶宽度的选择也有很大影响。

因此，选取新船船宽B时也必须对影响其选择的多种因素进行综合分析。

第四章船舶主尺度确定4.4 船舶宽度的确定确定船舶宽度的考虑因素(1)客观性。

(2)初稳性。

(3)总布置。

(4)排水量。

(5)耐波性。

(6)经济性。

(7)快速性。

巴拿马运河限制船宽B ＝51.25m圣劳伦斯航道限制船宽B ＝23.16m第四章船舶主尺度确定4.4 船舶宽度的确定确定船舶宽度的考虑因素(1)客观性。

(2)初稳性。

(3)总布置。

(4)排水量。

(5)耐波性。

(6)经济性。

(7)快速性。

212GM a T+a B/T-Dξ=船宽B对稳性影响最大。

由于横稳心半径r ∝B2，因此，根据初稳性公式可知，增加船宽B，将引起初稳性高GM的显著增加。

第四章船舶主尺度确定4.4 船舶宽度的确定确定船舶宽度的考虑因素(1)客观性。

(2)初稳性。

(3)总布置。

(4)排水量。

(5)耐波性。

(6)经济性。

(7)快速性。

集装箱船货舱货舱口货舱口第四章船舶主尺度确定4.4 船舶宽度的确定确定船舶宽度的考虑因素(1)客观性。

(2)初稳性。

(3)总布置。

(4)排水量。

(5)耐波性。

(6)经济性。

(7)快速性。

韩国造船厂建造的开拓精神号特种运输作业船(4)排水量。

(5)耐波性。

(6)经济性。

(7)快速性。

第四章船舶主尺度确定4.4 船舶宽度的确定确定船舶宽度的考虑因素(1)客观性。

(2)初稳性。

(3)总布置。

(4)排水量。

(5)耐波性。

(6)经济性。

(7)快速性。

因船宽B对船体钢料重量Wh和木作舾装重量Wf的影响低于船长L对它们的影响(尤其是大型船舶)，故从保证排水量、降低船价考虑，以减小船长L、适当加大船宽B为有利。

1051054.9 布置地位型船舶主尺度的确定第四章船舶主尺度确定第四章船舶主尺度确定4.9 布置地位型船舶主尺度的确定确定布置地位型船舶主尺度的思路方法布置地位型船的主尺度主要取决于所需的船容积及上层建筑甲板面积。

因此，设计客船、集装箱船、推拖船等布置地位型船舶时，一般都需从布置要求入手，计算所需的船长L、船宽B和型深D，然后再根据重力与浮力平衡、快速性、初稳性、耐波性、抗沉性等条件，综合确定合理的主尺度。

下面以集装箱船为例加以说明。

第四章船舶主尺度确定4.9 布置地位型船舶主尺度的确定确定布置地位型船舶主尺度的思路方法通常，集装箱长度方向沿船长纵向布置，故把集装箱沿船长方向的布置称为行，沿船宽方向的布置称为列，沿型深方向的布置称为层。

确定集装箱船主尺度之初首先要确定集装箱的布置，然后采用如下步骤确定主尺度。

集装箱船的主尺度与装箱数及装载的行、列、层数密切相关。

行列列层层第四章船舶主尺度确定4.9 布置地位型船舶主尺度的确定确定布置地位型船舶主尺度的具体步骤(1)主尺度初选。

(2)排水量估算。

(3)方形系数C b 确定。

(4)性能粗校核。

1)确定新船装箱的行、列、层数查阅资料，调查研究，统计分析与新船装箱数相近实船的有关资料——总装箱数N 、装箱行数X 、列数Y 、层数Z 与船主尺度的关系，确定新船装箱的行、列、层数。

第四章船舶主尺度确定4.9 布置地位型船舶主尺度的确定确定布置地位型船舶主尺度的具体步骤(1)主尺度初选。

(2)排水量估算。

(3)方形系数C b 确定。

(4)性能粗校核。

2)确定船宽B 根据新船装箱的列数(包括舱内箱列数和甲板箱列数)确定船宽B 。

从舱内箱的布置考虑，船宽B 应为货箱宽度乘以列数再加上每箱间横向间隙及甲板边部两舷通道的宽度。

并且遵循规范要求，一般应有船宽B≥货舱口宽度/0.80。

从甲板箱的布置考虑，船宽B 应大于甲板箱列数与货箱宽度的乘积。

第四章船舶主尺度确定4.9 布置地位型船舶主尺度的确定确定布置地位型船舶主尺度的具体步骤(1)主尺度初选。