海洋工程基础课件PPT
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海洋工程.ppt
B、污染物在细胞和器官水平上的影响 细胞结构和功能的改变； 器官功能减退、降低、丧失； 靶器官（target organ）：
油； B、重金属：主要有汞、镉、铜、铅、锌、银等金属
元素，来源主要为工业污水、矿山污泥和废水以及 石油燃烧生成的废气中包含的重金属； C、农药：包括汞、铜、砷、铅等金属农药、有机磷 农药、有机氯农药，来源主要为森林、农田而随水 流迁移入海；
D、有机废物和生活污水：成份复杂的污染物， 来源主要来自造纸、食品、印染等工业生产的 纤维素、木质素、果胶、糖类、脂类、生活污 水、生物残骸以及围垦养殖区排放废水中的有 机物质和营养盐类；
转化：污染物由一种存在形态向另一种存在形态 转变。
海洋污染物的迁移与转化过程： A、物理过程： B、化学过程： C、生物过程：
4 、海洋的自净能力和环境容量 A、海洋自净能力： 海洋自净(environmental self-purification)：
海洋自净能力：是指环境受到污染后，在海洋的物 理、化学和生物因子作用下，使污染物质的浓度 逐渐降低直至消除，达到自然净化的能力。
环境污染的污染和净化指标
A、生物化学需氧量(Biochemical Oxygen Demand， BOD，mg/L)：20℃条件下，微生物好氧分解水样中 有机物所消耗的溶解氧量。 它可以度量有机物的可 生物降解的难易程度。也是目前应用最广泛的废水有 机物含量的水质指标之一。
一般采用， 20℃条件下，5d的生物化学需氧量， 即BOD5。
微生物对物质降解与转化的特点： 微生物个体微小、比表面积大，代谢速率快； 微生物种类繁多、分布广泛、代谢类型多样； 微生物具有多种降解酶； 微生物繁殖快、易变异、适应性强； 微生物具有巨大的降解能力； 微生物具有共代谢作用；
油； B、重金属：主要有汞、镉、铜、铅、锌、银等金属
元素，来源主要为工业污水、矿山污泥和废水以及 石油燃烧生成的废气中包含的重金属； C、农药：包括汞、铜、砷、铅等金属农药、有机磷 农药、有机氯农药，来源主要为森林、农田而随水 流迁移入海；
D、有机废物和生活污水：成份复杂的污染物， 来源主要来自造纸、食品、印染等工业生产的 纤维素、木质素、果胶、糖类、脂类、生活污 水、生物残骸以及围垦养殖区排放废水中的有 机物质和营养盐类；
转化：污染物由一种存在形态向另一种存在形态 转变。
海洋污染物的迁移与转化过程： A、物理过程： B、化学过程： C、生物过程：
4 、海洋的自净能力和环境容量 A、海洋自净能力： 海洋自净(environmental self-purification)：
海洋自净能力：是指环境受到污染后，在海洋的物 理、化学和生物因子作用下，使污染物质的浓度 逐渐降低直至消除，达到自然净化的能力。
环境污染的污染和净化指标
A、生物化学需氧量(Biochemical Oxygen Demand， BOD，mg/L)：20℃条件下，微生物好氧分解水样中 有机物所消耗的溶解氧量。 它可以度量有机物的可 生物降解的难易程度。也是目前应用最广泛的废水有 机物含量的水质指标之一。
一般采用， 20℃条件下，5d的生物化学需氧量， 即BOD5。
微生物对物质降解与转化的特点： 微生物个体微小、比表面积大，代谢速率快； 微生物种类繁多、分布广泛、代谢类型多样； 微生物具有多种降解酶； 微生物繁殖快、易变异、适应性强； 微生物具有巨大的降解能力； 微生物具有共代谢作用；
海洋工程学科前沿讲座课件
海洋观测网建设案例
总结词
海洋观测网是获取海洋环境信息的重要手段，通过案例分析，了解海洋观测网建设的技 术、经济和环境影响。
详细描述
海洋观测网建设涉及观测平台建设、传感器布设、数据传输等多个环节，需要解决海洋 环境复杂多变、观测设备维护等问题。案例分析将介绍国内外海洋观测网建设的典型案 例，包括技术方案、经济投入以及环境影响等方面的内容，为海洋观测网建设提供参考
技术创新的机遇
技术创新为海洋工程带来了前所未有的机遇，例如新型材料、新型结构、新型 能源等，这些新技术将极大地推动海洋工程的发展，提高工程的安全性、稳定 性和经济性。
国际合作与竞争的挑战与机遇
国际合作与竞争的挑战
随着海洋资源的日益重要，各国在海洋工程领域的竞争也日益激烈，同时国际合 作的机会和挑战也并存。如何在激烈的国际竞争中保持领先地位，同时寻求国际 合作的机会，是当前面临的重要挑战。
国际合作与竞争的机遇
国际合作与竞争也带来了前所未有的机遇，通过国际合作可以共享技术和资源， 共同解决海洋工程中的难题，同时也可以开拓更广阔的市场和商业机会。
未来发展方向与趋势
深海工程
海洋可再生能源
随着深海资源的开发和利用，深海工程将 成为未来海洋工程的重要发展方向，包括 深海油气田、深海矿物开采等领域。
海洋观测与探测技术
海洋环境监测
通过卫星遥感、浮标、无人船等手段对海洋环境进行实时监测， 获取海洋气象、水文、化学等方面的数据。
深海探测技术
利用深海探测器、深海机器人等技术手段对深海进行探测，获取深 海地质、生物等方面的数据和样品。
海洋考古与历史研究
通过海洋考古和历史研究，了解人类在海洋活动中的历史和文化， 为现代海洋工程提供借鉴和参考。
海洋开发与海洋工程技术-PPT课件
海底隧道技术
海底隧道是为解决横跨海峡、海湾之间的交通， 又不妨碍船舶通航，而建在海底之下供人员及车 辆通行的地下建筑物。
世界上已建成许多海底隧道，也有一些正在研究 中。目前，全世界建成和计划建造的海底隧道共 计20多条，主要分布在日本、美国和西欧，较著 名的海底隧道有青函海底隧道、英吉利海底隧道 、日韩海底隧道、港九海底隧道等。
我国的南海流花油田采 用了这种海底采油装置， 其水下作业全部由水下 作业机器人承担，在浮 式生产平台上用多功能 液压系统实现了对水下 井口系统的遥控。
我国海洋石油产业
中国海洋石油总公司1990年原油年产量100万吨； 2019年原油年产量跃上千万吨大台阶为1500万吨； 2000年原油年产量1600万吨； 2019年计划原油年产量4000万吨（油当量），其中渤海2000万
平湖油气田是我国 东海海域第一个投 入开发的油气田， 位于上海市东南约 400公里。
自升式平台
自升式钻井平台在平台与桩腿或桩腿沉垫之间有升降 装置可使它们作相对的上下移动。常用的可分为齿轮 齿条式和液压插销式。最大工作水深约为100m左右。
自升式平台多为拖航，也有可助航和自航的平台。
混凝土重力式平台
混凝土重力式平台由底部的大储油罐、 单根或多根立柱、平台上甲板和组装 模块等部分组成。
世界上最大的混凝土平台建在北海的 “斯塔福德－B”平台，总高度271m。
钢导管架桩基平台
平台在导管架的顶部， 高于作业海区的波高， 并用钢桩穿过导管固定 于海底。
1981年，美国在墨西哥 湾 水 深 312m 的 海 域 安 装的一座重59000t的平 台，整个平台高达 368m。
海上浮式试验机场
2019年8月4日在日本神奈川 县横须贺港海面建立了一个 海上漂浮机场。
(最新)海洋工程设计基础知识(机械)讲义课件
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流体机械
• 1、泵与泵装置 • 2、压缩机
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泵与泵装置
• 输送液体或使液体增压的机械通称泵。 泵将原动机的机械能或其它外部能量输 送给液体，使液体能量增加。泵按照工 作原理可分为动力式泵（离心泵、混流 泵、轴流泵和旋涡泵）、容积式泵（往 复泵（活塞泵、柱塞泵、隔膜泵）、回 转泵（齿轮泵、螺杆泵、叶型泵等）、 其它类型泵（射流泵、气体生液泵）。 • 动力式泵是依靠快速旋转的叶轮对液体 的作用力将机械能传给流体，使动力能
17
压缩机图例
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储存装置
• 储存装置根据其所储存的介质是否 带压分为常压容器和压力容器，具 体内容请参考李君华所作的橇块基 础讲座。
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机械设备主要类别（按系统）
• 海上油气集输系统机械设备（工艺 处理设备）
• 海上油气田生产辅助系统机械设备 （公用设备）
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海上油气集输系统机械设 备（工艺处理设备）
的燃料系统向燃烧室喷入燃料，空气和燃料充分混合燃烧， 产生高温、高压的燃气进入透平部分，在这里膨胀做功，驱 动透平转动，透平带动压缩机转子旋转后尚有剩余扭矩输出 带动发电机旋转发电，这就是燃气轮机发电机组的工作原理 。
11
透平图例
12
换热器
热交换器简称换热器，在油气生产中得到广泛的应用，在节能降
8
热力发动机
将热能转变为机械能的发动机称为热力发动机。热力发动机包括内 燃机和透平机。
9
内燃机
内燃机是将燃料和空气的混合物在其内部燃烧并放出热能而做功 的原动机，我们常用的是往复活塞式内燃机。内燃机的结构和品种 繁多，用途广泛。按冲程数可分为二冲程和四冲程机，按充量着火 方式分点燃式和压燃式，按照所用燃料又可分为汽油机、柴油机、 气体燃料机和多种燃料内燃机，按照转速分低速机、中速机和高速 机。按照进气方式分非增压和增压及增压中冷机，按照气缸排列分 直列机、V型机等。内燃机是一部复杂机械，它有许多机构和系统 组成，依靠它们之间的有机配合和协调动作完成热功转换，并保证 连续可靠工作。其基本结构有：固定件、曲柄连杆机构、配气机构 和进排气系统、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、 起动系统等。内燃机的主要技术参数包括动力性指标（功率）、经 济性指标（燃料消耗率、机油消耗率）、可靠性和耐久性指标（大 修期）、环境保护指标（排气和噪声）、强化指标、质量和尺寸指 标、起动性能等。
海洋工程材料课件PPT
二、海洋材料的研究意义
彰显学科的交叉性和融合性：与众多学科（生命科学、环境科学、 化学化工、海洋地质、海洋物理等）产生交叉融合
彰显研究领域的创意性：提出海洋材料的概念并将材料科学与工程建立 在海洋大科技的背景下，有利于拓展和开创新型研究领域及新的材料产 业化方向
适应沿海地区（区域）科技发展和经济建设的需要：适时提出海洋材料 概念和战略，对于完善国家新材料产业框架和布局以及对于创立我国的 新材料品牌均具有重大战略意义
从国内外对海水中生物膜与微生物附着腐蚀的研究现状来看，生物污损和微 生物附着腐蚀控制的唯一有效措施是长期使用杀菌剂，由于环保要求和不完 全有效等原因，杀菌剂的使用会越来越受到限制，发展新型更有效的控制措
施和新型材料势在必行。生物污损和微生物腐蚀都是通过生物膜发生作用 的，控制生物污损和微生物腐蚀的有效途径是控制生物膜生长。深入了解生 物膜的特征和发展过程是发展有效的生物膜控制技术的基础，是减少 生物污损和生物诱导腐蚀影响的关键
生物膜脱落 部分生物膜有脱落现象发生
第一章 绪论
§1.4 海洋微生物腐蚀
界面和表面一直是材料研究的前沿和难点,以往的研究仅限于无生命材
料之间形成的界面和表面，而涉海材料与附着微生物之间形成的界面和表
面是半生命、半活性的独特复合界面，不仅具有复合材料界面 的普遍组织结构特征，而且具有动态发展、兼有生物化学反应的“活”
船体结构钢及配套材料研究：材料制备的低成本、工艺简单、高效 是第三代船体结构钢的发展目标。如超低碳贝氏体钢和高强度低合 金钢的结合可使耐腐蚀性和高强度获得重大发展。
钛和钛合金：由于钛合金材料显示良好的断裂韧性、耐腐蚀性、高温强度 和低磁信号，重视发展钛合金材料的规格配套及制造工艺技术是十分重要 的。
彰显学科的交叉性和融合性：与众多学科（生命科学、环境科学、 化学化工、海洋地质、海洋物理等）产生交叉融合
彰显研究领域的创意性：提出海洋材料的概念并将材料科学与工程建立 在海洋大科技的背景下，有利于拓展和开创新型研究领域及新的材料产 业化方向
适应沿海地区（区域）科技发展和经济建设的需要：适时提出海洋材料 概念和战略，对于完善国家新材料产业框架和布局以及对于创立我国的 新材料品牌均具有重大战略意义
从国内外对海水中生物膜与微生物附着腐蚀的研究现状来看，生物污损和微 生物附着腐蚀控制的唯一有效措施是长期使用杀菌剂，由于环保要求和不完 全有效等原因，杀菌剂的使用会越来越受到限制，发展新型更有效的控制措
施和新型材料势在必行。生物污损和微生物腐蚀都是通过生物膜发生作用 的，控制生物污损和微生物腐蚀的有效途径是控制生物膜生长。深入了解生 物膜的特征和发展过程是发展有效的生物膜控制技术的基础，是减少 生物污损和生物诱导腐蚀影响的关键
生物膜脱落 部分生物膜有脱落现象发生
第一章 绪论
§1.4 海洋微生物腐蚀
界面和表面一直是材料研究的前沿和难点,以往的研究仅限于无生命材
料之间形成的界面和表面，而涉海材料与附着微生物之间形成的界面和表
面是半生命、半活性的独特复合界面，不仅具有复合材料界面 的普遍组织结构特征，而且具有动态发展、兼有生物化学反应的“活”
船体结构钢及配套材料研究：材料制备的低成本、工艺简单、高效 是第三代船体结构钢的发展目标。如超低碳贝氏体钢和高强度低合 金钢的结合可使耐腐蚀性和高强度获得重大发展。
钛和钛合金：由于钛合金材料显示良好的断裂韧性、耐腐蚀性、高温强度 和低磁信号，重视发展钛合金材料的规格配套及制造工艺技术是十分重要 的。
海洋工程结构
17
Bundled risers
Encompasses several different riser architectures Inspired by architecture of lower pressure drilling
risers. Comprise a core pipe with a number of satellite
7
法国IFP和Framatome企业CLIP隔水管 从20世纪80年代起,法国石油研究院(IFP)和Framatome企业就在开发CLIP隔水管, 如图3~4。开发CLIP隔水管旳主要目旳是为了提供迅速和安全连接旳隔水管接头, 来满足大直径、超深水钻井所需旳高压力压井和节流管线旳连接需要。目前,已经
production resers around it , to which it was attached by guides. The central core pipe also served as the export riser. Each satellite riser had its own tensioner
➢ Riser joint is equipped with syntactic foam buoyancy modules to reduce the weight in water.
12
Low-pressure Drilling Riser
peripheral lines:
➢ 1)kill and choke lines, used to communicate with the well and circulate fluid in the event of a gas kick for which the seafloor blowout preventer(BOP) has to be closed;
Bundled risers
Encompasses several different riser architectures Inspired by architecture of lower pressure drilling
risers. Comprise a core pipe with a number of satellite
7
法国IFP和Framatome企业CLIP隔水管 从20世纪80年代起,法国石油研究院(IFP)和Framatome企业就在开发CLIP隔水管, 如图3~4。开发CLIP隔水管旳主要目旳是为了提供迅速和安全连接旳隔水管接头, 来满足大直径、超深水钻井所需旳高压力压井和节流管线旳连接需要。目前,已经
production resers around it , to which it was attached by guides. The central core pipe also served as the export riser. Each satellite riser had its own tensioner
➢ Riser joint is equipped with syntactic foam buoyancy modules to reduce the weight in water.
12
Low-pressure Drilling Riser
peripheral lines:
➢ 1)kill and choke lines, used to communicate with the well and circulate fluid in the event of a gas kick for which the seafloor blowout preventer(BOP) has to be closed;
海洋工程PPT讲演稿整理好的
Oceanographic Engineering
High Risks
The second is the high risk problem. Deep-sea oil exploration and development requires significant capital , and advanced technology and equipment. Besides, operating environment and conditions are very complicated. All these factors should be taken into account.
Oceanographic Engineering
Among all these resources, it seems like that the oil is the most influential resource between different countries.
oil
metal
coal
Technique
High Risks
Political Issues
Oceanographic Engineering
Technique
Compared with the advanced technique abroad, our technique is much worse than theirs. Now, the deep-sea oil and gas exploration operations in China is over five hundred meters, and compared to abroad, dating back to the eighties in the last century, the foreign operations had already reached that level . At present, the world's advanced level has reached three kilometers. As a fact, our country is fallen behind by the world's advanced level no matter from deep-sea exploration, deep drilling, production or deep sea pipeline.
海洋工程结构动力分析课件第1_2章(环境载荷)
Bm
——系数，由边界
i r
s r
0,
(r
r0 )
条件确定
即：
Bm
Jm (kr0 )
H
(1)
m
(kr0
)
由此可得：
i
gH 2
cosh[k(z d cosh(kd )
)]
m0
m
Jm (kr)
Jm (kr0 )
H
(1)
m
(kr0
)
H
(1) m
(kr
)
cos(m
)e
it
由 p t
得：
p
绕射力的性质
Fx
2 gH k
cosh[k(z d )] cosh(kd )
A(kr0 ) cos(t
)
由入射波水质点的水平速度
u i H cosh[k(z d )] cos(t kx) x T sinh(kd )
得：
u H cosh[k(z d )] gkH cosh[k(z d )]
不同截面形状柱体附加质量系数
截面形状
运动方向
a/b
2a
2a
2a
2a
∞
10.0
5.0
2b
2.0
2a
1.0
0.5
0.2
0.1
Ca
A
1.0
a2
1.0 1.14 1.21 1.36 a2 1.51 1.70 1.98 2.23
Ca
计算Froude-Krylov力
p du
x
dt
FFK S pdS
系统运动方程
m0v c1v k1v CM
D2 4
ld d
海洋工程10PPT课件
• 工作水深显著增加
• 1998年新建和在建的19 艘半潜式平台中， 17艘工作水深 超过1524 m (5000 ft) ；
• 2002年末现有和在建的175艘半潜式平台中， 31艘工作 水深超过1829m (6000 ft)， 16艘工作水深超过2286 m(7500 ft)，其中IHI2RBF Exploration ， Deepwater Horizon 、 EirikRaude(Bingo9000系列) 工作水深达3048 m (10000 ft) 。
• 当波长和平台长度处于某些比值时，立柱和浮体上的波浪 作用力能互相抵消,从而使作用在平台上的作用力很小，理 论上甚至可以等于零
• 优点：
• 半潜式海洋钻井平台具有极强的抗风浪能力、优 良的运动性能、巨大的甲板面积和装载容量、高 效的作业效率、 易于改造并具备钻井、修井、生 产等多种工作功能，无需海上安装， 全球全天候 的工作能力和自存能力等优点。其在深海能源开 采中具有其他形式平台无法比拟的优势。
半潜式平台设计工况
• 工况Ⅰ（平台满载、静水、半潜吃水）
• 此种工况主要分析平台结构在重力、浮力作用下的强度，平台这时无 任何运动，不钻井、无波浪，在平台每一构件上的载荷只有均布载荷 和集中载荷
• 工况Ⅱ（平台满载、静水、半潜吃水，但平台整体有一定 升沉运动）
• 此工况在于分析平台有升沉时的结构强度。平台升沉运动时，平台向 上的运动使平台受到与自重方向一致的惯性力作用，使结构处于不利 状态。这种相当于自重增加的情况可以用向上加速度的大小表示
300t~500t
• 工况Ⅴ（平台满载、设计风暴、半潜吃水，波长也等于2 倍平台宽度，横浪，但波谷位于平台中心线上）
• 此种状态与工况Ⅳ相似，只是波浪位置不同，作用于平台的波浪力的 方向与工况Ⅳ 相反，此时平台左右立柱和下浮体有向内挤压的趋势， 平台水平桁产生最大压应力，垂直曳力使平台产生剪切变形
海洋工程基础
1.海洋如何划分？是依据什么划分的？答：海洋可划分为洋（大洋）、海、海湾及海峡。
洋是海洋的主要组成部分，海与海湾、海峡是海洋的附属组成部分。
划分依据是各自的海洋要素特点、海底地貌及形态特征。
2.我国近海海洋资源有哪些？答：我国近海及其管辖海域的海洋资源丰富，包括①在近海岸和浅海大陆架上的石油资源；②在近海岸和浅海大陆架上的天然气；③高产量的海盐；④海洋生物资源；⑤拥有多金属结核矿区等。
3.风载荷是海洋工程结构物的重要设计控制载荷，对结构物进行抗风设计是结构安全的重要保证。
请以船舶为例说明。
答：风是大气显示能量的一种方式，风速越大，其作用越强。
对船舶来说，风的作用会使它发生横摇和纵倾，过大的风倾力矩将会使船舶失去稳性而翻沉。
有些细长结构如桅杆等在强风风力的直接作用下会发生较大变形和大幅度振动，甚至失稳断裂而遭到破坏。
此外，海洋在风的作用下还会产生海浪和海流，两者也是造成船舶破坏的的主要载荷，设计中必须考虑的环境载荷因素。
4.何谓波浪折射？答：波浪自深水向岸边传播进入浅水后，由于水下地形影响，等深线往往与波峰线不平行，在平面上波浪传播方向发生偏转并引起波高的变化，这种近岸波浪传播变形现象称为波浪折射。
5.简述浅海近岸的海浪特性。
答：波浪传播至浅海近岸，由于水深、海底摩擦、地形、障碍物等环境因素变化的影响，使得波浪的传播发生变形，出现波长变短、波速变慢、波向转折、波高增大、波浪破碎等特性变化，在岸壁斜坡、结构物前的波浪将发生反射与绕射等现象。
6.何谓海啸？简述为何海啸会形成滔天巨浪？答：海啸是一种灾难性的海浪，通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起。
水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。
海浪的破坏力是逐渐积聚起来的。
当海浪以500公里时速向四周推进，越接近海岸线，海浪同逐渐走高的海床间摩擦也越来越大，推进速度不断减小。
其后果是海浪波长缩短、浪高增加，只需要10分钟就可以形成高达30米的滔天巨浪，这便是人们看到的海啸。
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CP CB AML CMBdL CM
垂向棱形系数[CVP]：船体水线以下的型排水体积▽与由 相对应的水线面面积AW、吃水d所构成的棱柱体体积之 比，它的大小表示排水体积沿吃水方向的分布情况。
CVP
CB
AWd CWPLBd CWP
静稳性
• 潜体和浮体的稳性通常分为静稳性和动稳性。 • 船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，
能自行回复到原来平衡位置的能力，称为船舶稳性。或者 说船舶稳性是船舶在外力作用消失后保持其原有位置的能 力。 • 浮体和潜体通常都是刚体。对平衡状态而言，作用于船舶 的所有力及力矩的总作用应为零。浮体的静态平衡状态是 指该物体在静止的水面上处于直立（正浮）状态。这就是 说，所有向下的重力的合力与所有向上的浮力的合力应大 小相等，并作用在同一垂直线。
表6-1 船舶术语
词语 船首（Bow） 船宽（Beam）
首楼（Forecastle） 左舷（Port） 右舷（Starboard） 甲板建筑（Topside） 横向（Athwartship） 舱壁（Bulkhead） 船尾（Stern）
定义 船体的前端部 船舶最宽处的最大宽度 船舶主甲板以上的前部 面向船首时的舰船左侧 面向船首时的舰船右侧 船舶主甲板以上部分 从船舶一舷到另一舷 舱室的墙壁 船体的后端部
不稳定状态：如果外力或外力矩作用于船体，是
船体的浮态发生了变化，当该外力或外力矩消失时，船 的浮态位置仍然继续改变（即船舶从正浮到倾覆）的状 态，就称为不稳定状态。
浮体的稳心及初稳性
• 船的重量在倾斜前后没有变化，船的重心保持在原来的 位置，故船的排水体积大小也没有变化。但由于水线位 置的变化，船体水下体积形状已发生变化故浮心由原来 的B点移到B1点。
横剖线图——沿船长方向平行于中站面，取21个（或
更多些，也有的取11个）等间距的横剖面，把船长等分为 20个间距（称为站距）将各横剖面所截得的船体型表面曲 线（称为横剖线）均投影到中站面上，即得横剖线图。
纵剖线图——沿船宽方向平行于中线面，取若干个纵剖
面，将各剖面所截得的船体型表面曲线（称为纵剖线）均投 影到中线面上，即得纵剖线图
船型系数
方形系数[CB]——船体水线以下的型排水体积▽与由船长 L、型宽B、吃水d所构成的长方体体积之比，它的大小表 示船体水下体积的肥瘦程度。
C LBD
水线面系数[CWP]：与基平面相平行的任一水线面的面积AW
与由船长L、型宽B所构成的矩形面积之比，它的大小表示水
线面的肥瘦程度。Cwp NhomakorabeaAw B L
术语----2
• 我们分析、设计的海洋结构物包括固定式、 浮式和下潜式海洋系统。船舶结构系统要求 船舶具有一种能帮助船舶穿越海洋的推进手 段。数十年来，船舶的设计分析，一直是由 造船工程师完成的。海军在全世界的海洋中 驾驶着军舰和其他带推进装置的船艇。与船 舶设计有关的术语与陆上建筑物在传统设计 中所使用的术语完全不同。其中某些术语也 用于海洋工程。
半宽水线图——沿吃水方向平行于基平面，取若干
个等间距的水平剖面，将各水平剖面所截得的船体型表面 曲线（称为水线）均投影到同一个水平面上，即得半宽水 线图。由于船体左右对称，每一水线只需画出半边即可， 故称为半宽水线图。此外半宽水线图上还需画出上甲板边 线，首尾楼甲板边线和舷墙顶线等的水平投影，以反映出 它们的俯视轮廓。
• 型深[D]：在上甲板边线最低点处，自龙骨上表面（即 基线）至上甲板边线的垂直距离。
• 吃水[d]：基线至设计水线的垂直距离，有些船，设计的 首位尾常吃水不同，则有首吃水、尾吃水及平均吃水。
d dF dA 2
三.水静力学和稳性
• 浮体和潜体的水静力学特性，是根据阿基米德定律来确定 的。阿基米德定律指出：一个浸没于液体中的物体所受到 的浮力等于该物体所排开的液体的重量。因而，船舶的重 力向下（正比于船舶的重量）；而船舶所受到的浮力方向 向上（正比于船舶所排开的液体的质量），与重力平衡。
船舶主尺度
• 总长[LOA] ：自船首最前端至船尾最后端的水平距离. • 垂线间长[Lpp]：首垂线FP与尾垂线AP之间的水平距离。
一般情况下，如无特别说明，习惯上所说的船长 常指 垂线间长。 • 设计水线长[LWL]：设计水线在首柱前缘和 尾柱后缘之间的水平距离。
船舶主尺度
• 型宽[B]：指船体两侧型表面（不包括船体外板厚度）之 间垂直于中线面的水平距离。
G
B
浮体与潜体的三种稳性状态
• 浮体与潜体的3种稳性状态分别是稳定状态、中性状态和 不稳定状态
• 稳定状态：如果船舶受到外力或者外力矩的作用而改变浮 态，当该外力或外力矩移去后，船舶仍能回复到原先的平 衡状态，这时就称船舶处于稳定状态
中性状态：如果一个外力或外力矩作用于船体，并
改变了其倾斜状态，当该外力或外力矩离开船体时，船 舶仍停在其改变的位置时，该状态就称为中性状态
表6-2 船舶工程和海洋工程中使用的术语符号
▽ Δ AP FP B,CB BM GM I WL
符号
定义 排水体积 质量排水量 尾垂线 首垂线 浮心 浮心到稳心之间的距离 重心到稳心之间的距离 惯性矩 水线
二.船体几何形状
• 船体几何形状的基本图形表示方法是型线图。型线图是船 舶设计、计算和建造的重要依据，因而是关系到船舶全局 的一张图纸。一张型线图包括横剖线图，纵剖线图和半宽 水线图。
海洋工程基础
第六章 浮体和潜体的水动力性能
•1、 术语 •2、 船体几何形状 •3 、水静力学和稳性 •4 、阻力和推进 •5、 浮筒（标）系统
一.术语
• 术语：术语（terminology）是在特定学科 领域用来表示概念的称谓的集合，在我国 又称为名词或科技名词（不同于语法学中 的名词）。术语是通过语音或文字来表达 或限定科学概念的约定性语言符号，是思 想和认识交流的工具。它具有专业性、科 学性、单义性、系统性等基本特征。
中横剖面系数[CM]：中横剖面在水线以下的面积AM与由型
宽B、吃水d所构成的矩形面积之比，它的大小表示船体水
下体积的肥瘦程度。
Cm
AM Bd
棱形系数[CP]：船体水线以下的型排水体积▽与由相对应 的中横剖面面积AM、船长L所构成的棱柱体体积之比，它 的大小表示排水体积沿船长方向的分布情况。CP又称纵向 棱形系数。
垂向棱形系数[CVP]：船体水线以下的型排水体积▽与由 相对应的水线面面积AW、吃水d所构成的棱柱体体积之 比，它的大小表示排水体积沿吃水方向的分布情况。
CVP
CB
AWd CWPLBd CWP
静稳性
• 潜体和浮体的稳性通常分为静稳性和动稳性。 • 船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，
能自行回复到原来平衡位置的能力，称为船舶稳性。或者 说船舶稳性是船舶在外力作用消失后保持其原有位置的能 力。 • 浮体和潜体通常都是刚体。对平衡状态而言，作用于船舶 的所有力及力矩的总作用应为零。浮体的静态平衡状态是 指该物体在静止的水面上处于直立（正浮）状态。这就是 说，所有向下的重力的合力与所有向上的浮力的合力应大 小相等，并作用在同一垂直线。
表6-1 船舶术语
词语 船首（Bow） 船宽（Beam）
首楼（Forecastle） 左舷（Port） 右舷（Starboard） 甲板建筑（Topside） 横向（Athwartship） 舱壁（Bulkhead） 船尾（Stern）
定义 船体的前端部 船舶最宽处的最大宽度 船舶主甲板以上的前部 面向船首时的舰船左侧 面向船首时的舰船右侧 船舶主甲板以上部分 从船舶一舷到另一舷 舱室的墙壁 船体的后端部
不稳定状态：如果外力或外力矩作用于船体，是
船体的浮态发生了变化，当该外力或外力矩消失时，船 的浮态位置仍然继续改变（即船舶从正浮到倾覆）的状 态，就称为不稳定状态。
浮体的稳心及初稳性
• 船的重量在倾斜前后没有变化，船的重心保持在原来的 位置，故船的排水体积大小也没有变化。但由于水线位 置的变化，船体水下体积形状已发生变化故浮心由原来 的B点移到B1点。
横剖线图——沿船长方向平行于中站面，取21个（或
更多些，也有的取11个）等间距的横剖面，把船长等分为 20个间距（称为站距）将各横剖面所截得的船体型表面曲 线（称为横剖线）均投影到中站面上，即得横剖线图。
纵剖线图——沿船宽方向平行于中线面，取若干个纵剖
面，将各剖面所截得的船体型表面曲线（称为纵剖线）均投 影到中线面上，即得纵剖线图
船型系数
方形系数[CB]——船体水线以下的型排水体积▽与由船长 L、型宽B、吃水d所构成的长方体体积之比，它的大小表 示船体水下体积的肥瘦程度。
C LBD
水线面系数[CWP]：与基平面相平行的任一水线面的面积AW
与由船长L、型宽B所构成的矩形面积之比，它的大小表示水
线面的肥瘦程度。Cwp NhomakorabeaAw B L
术语----2
• 我们分析、设计的海洋结构物包括固定式、 浮式和下潜式海洋系统。船舶结构系统要求 船舶具有一种能帮助船舶穿越海洋的推进手 段。数十年来，船舶的设计分析，一直是由 造船工程师完成的。海军在全世界的海洋中 驾驶着军舰和其他带推进装置的船艇。与船 舶设计有关的术语与陆上建筑物在传统设计 中所使用的术语完全不同。其中某些术语也 用于海洋工程。
半宽水线图——沿吃水方向平行于基平面，取若干
个等间距的水平剖面，将各水平剖面所截得的船体型表面 曲线（称为水线）均投影到同一个水平面上，即得半宽水 线图。由于船体左右对称，每一水线只需画出半边即可， 故称为半宽水线图。此外半宽水线图上还需画出上甲板边 线，首尾楼甲板边线和舷墙顶线等的水平投影，以反映出 它们的俯视轮廓。
• 型深[D]：在上甲板边线最低点处，自龙骨上表面（即 基线）至上甲板边线的垂直距离。
• 吃水[d]：基线至设计水线的垂直距离，有些船，设计的 首位尾常吃水不同，则有首吃水、尾吃水及平均吃水。
d dF dA 2
三.水静力学和稳性
• 浮体和潜体的水静力学特性，是根据阿基米德定律来确定 的。阿基米德定律指出：一个浸没于液体中的物体所受到 的浮力等于该物体所排开的液体的重量。因而，船舶的重 力向下（正比于船舶的重量）；而船舶所受到的浮力方向 向上（正比于船舶所排开的液体的质量），与重力平衡。
船舶主尺度
• 总长[LOA] ：自船首最前端至船尾最后端的水平距离. • 垂线间长[Lpp]：首垂线FP与尾垂线AP之间的水平距离。
一般情况下，如无特别说明，习惯上所说的船长 常指 垂线间长。 • 设计水线长[LWL]：设计水线在首柱前缘和 尾柱后缘之间的水平距离。
船舶主尺度
• 型宽[B]：指船体两侧型表面（不包括船体外板厚度）之 间垂直于中线面的水平距离。
G
B
浮体与潜体的三种稳性状态
• 浮体与潜体的3种稳性状态分别是稳定状态、中性状态和 不稳定状态
• 稳定状态：如果船舶受到外力或者外力矩的作用而改变浮 态，当该外力或外力矩移去后，船舶仍能回复到原先的平 衡状态，这时就称船舶处于稳定状态
中性状态：如果一个外力或外力矩作用于船体，并
改变了其倾斜状态，当该外力或外力矩离开船体时，船 舶仍停在其改变的位置时，该状态就称为中性状态
表6-2 船舶工程和海洋工程中使用的术语符号
▽ Δ AP FP B,CB BM GM I WL
符号
定义 排水体积 质量排水量 尾垂线 首垂线 浮心 浮心到稳心之间的距离 重心到稳心之间的距离 惯性矩 水线
二.船体几何形状
• 船体几何形状的基本图形表示方法是型线图。型线图是船 舶设计、计算和建造的重要依据，因而是关系到船舶全局 的一张图纸。一张型线图包括横剖线图，纵剖线图和半宽 水线图。
海洋工程基础
第六章 浮体和潜体的水动力性能
•1、 术语 •2、 船体几何形状 •3 、水静力学和稳性 •4 、阻力和推进 •5、 浮筒（标）系统
一.术语
• 术语：术语（terminology）是在特定学科 领域用来表示概念的称谓的集合，在我国 又称为名词或科技名词（不同于语法学中 的名词）。术语是通过语音或文字来表达 或限定科学概念的约定性语言符号，是思 想和认识交流的工具。它具有专业性、科 学性、单义性、系统性等基本特征。
中横剖面系数[CM]：中横剖面在水线以下的面积AM与由型
宽B、吃水d所构成的矩形面积之比，它的大小表示船体水
下体积的肥瘦程度。
Cm
AM Bd
棱形系数[CP]：船体水线以下的型排水体积▽与由相对应 的中横剖面面积AM、船长L所构成的棱柱体体积之比，它 的大小表示排水体积沿船长方向的分布情况。CP又称纵向 棱形系数。