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船舶设计原理教学设计1. 前言船舶设计原理是船舶专业中的一门重要的基础课程。
在进行船舶设计工作前，需要先掌握船舶设计原理，了解船舶设计的基础知识和方法。
船舶设计原理的教学设计是船舶专业教学的重要组成部分。
本文将以船舶设计原理教学设计为主题，探讨如何有效地开展该课程的教学工作。
2. 教学目标船舶设计原理课程的目标是使学生掌握以下内容：1.掌握船舶的基本结构、航行性能和各种主要设备的布置原理。
2.熟悉船体形状、水线和横剖面上各部分的名称和特点。
3.理解流体力学的基本原理、流动分离和水动力特性的现象和规律。
4.学会使用所学知识，分析解决船体水动力学问题。
3. 教学内容船舶设计原理课程的教学内容包括：1.船舶结构：介绍船艏、船尾、甲板、舱壁、龙骨、船底等船体结构。
2.船舶航行性能：介绍船舶的航速、航程和船舶稳性。
3.船舶设备：介绍船舶的主机、推进器、舵机、泵等主要设备。
4.船体流体力学：介绍船体的阻力、舵效、波浪和水面冲击等水动力学基础知识。
5.船体水动力学：介绍船体的流场分析，船体波浪分析和水动力分析。
4. 教学方法船舶设计原理课程的教学方法应该包括：1.授课法：在讲授船舶设计原理的基础上，注重实例分析和案例研究，使学生了解到实际问题和解决方案。
2.讨论法：在授课的过程中，引导学生展开讨论，分析问题，激发学生的思考能力，增加对所学内容的印象。
3.实验法：通过个别或小组实验，使学生接触到实际问题、动手操作、观察现象、总结规律，形成一个完整的知识体系。
4.案例法：通过案例研究，将课堂内容与实际工作相结合，使课程内容更加贴近实际，提高学生的解决问题能力和实际操作能力。
5. 教学评价教学评价是教学过程的重要环节。
在进行船舶设计原理教学评价时，可以采取以下方法：1.课程论文：要求学生撰写课程论文，对所学知识进行总结、分析和应用。
2.课堂讲解：设立课堂讲解环节，要求学生准备相关材料，进行展示和解说。
3.实验测试：对学生进行实验测试和操作技能考核，了解学生学习和掌握情况。
《船舶设计原理》课程设计本科课程设计说明书船舶设计原理课程设计学院专业班级学号学生姓名指导教师提交日期2014年12月30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）典型横剖面面积的确定（4）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，2001 （2）《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）型线设计要求设计横剖面面积曲线、满载设计水线和典型（0、肿、20号站）横剖面型线。
（7）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2014年12月9日发出，应于2014年12月23日前完成。
目录第一章绪论51.1 概述51.2 研究意义 51.3国内外多用途工作船的发展 61.4 课程设计技术任务书 61.5 课程设计的主要工作内容和基本要求 71.6方案构思 81.7 母型船资料 8第二章船舶主尺度及排水量的初步估算102.1确定主尺度应考虑的因素102.2主尺度选择的一般步骤 112.3 主尺度的确定方法 112.3.1根据统计资料和近似计算公式来确定船长范围 112.3.2船宽的初步估算 122.3.3型深D和吃水d的确定 122.3.4方形系数的估算 122.3.5 其它船型系数的确定 122.3.6 船舶重量估算及载重量的估算 132.3.7 船舶重量估算 132.4 小结 13第三章性能平衡及校核143.1 舱容及重力与浮力平衡校核 143.1.1舱容校核 143.1.2重力与浮力平衡校核 153.2 初稳性校核 163.2.1初稳性高度及横摇周期估算163.3自由航速校核 173.3.1计算有效马力曲线 173.3.2总推进系数计算 18 3.4 干舷校核 20 3.5 本章小结 21第四章主尺度方案的确定22第五章船体形状的确定结束语 22 参考文献22第一章绪论1.1 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。
华科船舶设计原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握船舶设计的基本原理，包括浮力、稳性、阻力等关键概念；2. 学习船舶结构、材料及动力系统的知识，并能运用到实际设计中；3. 掌握船舶设计流程和规范，能运用相关软件进行初步的船舶设计。
技能目标：1. 培养学生运用科学方法分析和解决船舶设计过程中遇到问题的能力；2. 提高学生团队协作、沟通表达及创新能力，能在设计项目中发挥个人特长；3. 培养学生运用船舶设计软件进行设计实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对船舶设计学科的兴趣和热情，激发学生主动探索的精神；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程伦理观念，关注船舶设计对环境和社会的影响；3. 增强学生的民族自豪感，认识到我国船舶工业的发展成就，激发学生为国家和民族作出贡献的意愿。
课程性质：本课程为华科船舶工程专业核心课程，以实践性、应用性为主，注重理论联系实际。
学生特点：学生具备一定的船舶基础知识，具有较强的逻辑思维和动手能力，但对船舶设计实践尚缺乏经验。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养创新精神和实践能力。
通过课程学习，使学生在船舶设计方面具备一定的理论水平和实际操作能力。
二、教学内容1. 船舶设计基本原理：包括浮力、稳性、阻力的概念及其在船舶设计中的应用；讲解船舶的排水量、船体形状、船体结构对性能的影响。
教材章节：第一章 船舶设计基本原理2. 船舶结构、材料及动力系统：介绍船舶的构造、主要材料及动力系统的类型和选型原则；分析不同结构、材料和动力系统对船舶性能的影响。
教材章节：第二章 船舶结构与材料和第三章 船舶动力系统3. 船舶设计流程与规范：讲解船舶设计的基本流程、设计规范以及相关法规；指导学生如何运用规范进行船舶设计。
教材章节：第四章 船舶设计流程与规范4. 船舶设计软件应用：教授船舶设计常用软件的基本操作，如CAD、CAE 等；指导学生利用软件进行船舶设计实践。
船舶设计原理课程设计课程教学大纲课程代码：74188100课程中文名称：船舶设计原理课程设计课程英文名称：Curriculum design of ship design principle学分：2.0 周学时：2.0-0.0面向对象：预修要求：流体力学、船舶原理、船舶振动学、控制理论、微机原理一、课程介绍（一）中文简介本课程以船舶为载体，以船舶的结构、动力、运动、通信、控制、材料、导航、作业能力设计以及阻力分析等为重点，以课堂教学和创新实践相结合的方式，把教学、创新设计及竞赛高度融合，要求学生协作完成新型船模实物并进行水池测试。
本课程面向本专业船舶工程方向学生，以牢固掌握专业知识为目标，使参与者能够把机械、电子、控制、力学、材料、通信、计算机、信息等基础课程在船舶设计环节实现融会贯通，并通过合作竞赛，培养团队精神和创新意识。
（二）英文简介With the ship robot as the carrier, the structure, dynamics, motion, communication, navigation, control, materials, design of operation ability and analysis of resistance as the focuses, combined with classroom teaching and innovative practices, teaching, innovative design and competition are highly fused in the course, requiring students to complete the ship robot and tank test by group. This course is aimed for the students of Ship Engineering major to firmly grasp the professional knowledge as the course enables the participants to achieve mastery on mechanics, electronics, materials, control, communication, computer, information and other basic courses. And team spirit and innovation consciousnessis cultivated through the cooperation competition.二、教学目标（一）学习目标本科目通过船舶设计技术综合训练，使本科生得到科研业务锻炼，增强课堂知识的熟练应用，打牢本专业知识功底；达到教学、研究与应用相辅相成的目的，增强学生学习新型船舶等海洋装备的兴趣，形成教学特色。
船舶设计原理课程设计一、选题背景随着海洋产业的不断发展，船舶工程专业也成为重要的学科之一，船舶设计原理也是其中极为关键的部分。
为培养学生的专业能力，本文将以船舶设计原理为主题进行课程设计。
二、课程设计目标本课程设计的目标在于帮助学生：1.理解船舶设计原理和基本概念；2.掌握船舶设计方法和流程；3.熟悉船舶结构和材料；4.能够自主设计和优化船舶结构。
三、课程设计内容1. 船舶设计原理基础船舶设计原理是船舶设计的基础，包括船体的水动力、气动力、结构设计原理、船舶性能分析、计算方法等方面。
本章将介绍船舶设计原理的基本概念和原理。
2. 船舶设计方法和流程船舶设计流程包括需求分析、规格制定、总体设计、详细设计和生产等环节。
本章将介绍船舶各设计阶段的方法和流程，以及船舶设计中的风浪、平稳性、操纵性、装备、发动机、承载等相关设计要点。
3. 船舶结构和材料船舶的主要结构包括船体、底部、船首、船尾、设备舱和船舱等。
本章将介绍船舶的主要结构和材料，并讲解材料力学知识和应力应变分析。
4. 船舶优化设计船舶设计中的优化是非常重要的，不仅与船舶性能、载货能力等关系密切，还与节约资源、降低成本等方面相关。
本章将介绍船舶设计中的优化问题，并帮助学生掌握优化设计方法。
四、课程设计要求1.学生需要从网上或书本上查找一些船型的基本数据和设计参数；2.学生需要使用计算机辅助设计软件进行应用；3.学生需要运用所学知识，设计出一艘满足基本要求的船舶。
五、课程设计总结通过本次船舶设计原理课程的学习，学生深入学习了船舶设计原理，掌握了船舶结构和材料的基本知识，也了解了船舶设计中的流程和方法，并且通过自己的设计经历，体会到了设计的复杂性和设计过程中需要注意的细节问题。
同时，本次课程设计也增强了学生的实践操作能力和团队协作精神。
《船舶设计原理》课程设计船舶设计原理课程设计学院第一章绪论概述课程设计技术任务书课程设计的主要工作内容和基本要求方案构思1.课程设计题目：一艘78000吨巴拿马散货船的船型方案主尺度的设计2.应完成的项目：(见文件船舶设计原理课程设计2)（1）总体设计方案构思（2）船舶主尺度及排水量确定（3）船舶性能和平衡校核确定（4）编写课程设计说明书3.参考资料以及说明：母型船：76000DWT 散货船续航力和油耗：续航力为23000nmile （C.S.O.航速下）油耗为（C.S.O.航速下）主机功率转速和航速：S.M.C.R. 8833 kW 105 r/min 16.0 knC.S.O. 7950 kW 101.4 r/min要求：78000DWT散货船，设计航速14.5Kn，续航力23000nmile（C.S.O.航速下）定员:25人,国际航线主机油耗:31.2t/d（C.S.O.航速下）.根据大三学习的关于《船舶设计原理》的知识，先估算出船舶的主尺度，然后在进行核实各方面数据是否能满足船舶的安全航行标准。
第二章船舶主尺度及排水量的初步估算船长船宽型深D和吃水d 方形系数其它船型系数的确定船舶重量估算及载重量的估算船舶重量估算1、船长船宽型深D和吃水d母型船排水量△=Lw+Dw=12067.81+76000=88067.81T 我们先根据《船舶设计原理》这本书第70页的统计公式确定载重量系数：ηDW =DW/△=76000/88067.81=0.86297由70页的图3.4.1可知，由于新船与母型船相差2000吨，对于ηDW的影响不大，假定两船载重量系数相等，再根据载重量系数估算出：船舶排水量△=DW/ηDW=78000/0.86297=90385.5T那么船舶的自身船重Lw=△-载重量=90385.5-78000=12385.5TLpp0=217m,L=225m船长L=L0（△/△）1/3=227m,垂线间长Lpp=219mB 0=32.260m, d=12.2m，D=19.6m计算出型宽：B=B0（△/△）1/3=32.54m由于巴拿马运河对船舶主尺度的限制，船宽取其允许最大值32.31m。
船舶设计原理课程设计摘要本次船舶设计原理课程设计主要涉及船舶的规划和设计。
船舶是一种高度集成的系统，包括机械、电气、水利、控制、结构等多个方面。
船舶的设计必须考虑经济性、稳性、安全性、舒适性及环保等方面。
在本次课程设计中，我们将以轮船设计为例，介绍一些基本原理和设计流程。
简介一般来说，船舶设计可以分为三个部分，包括船型设计、推进系统设计和船体结构设计。
船型设计是确定船体长度、形状和吃水线等基本参数的过程。
推进系统设计则是根据船型设计确定船舶所需的主机、螺旋桨和转向装置等设备的技术规格和安装位置。
船体结构设计则是根据船型设计和推进系统设计完成船舶的框架、甲板和舱室等结构的设计。
在本次课程设计中，我们将以船型设计为主要内容，介绍船舶的基本参数和基础理论。
设计流程1. 确定设计要求在进行船舶设计之前，需要确立一些基本的设计要求，包括以下方面：•载重量和载员人数•航行速度和航行距离•航行区域和船级社要求•载重线和吃水线要求•船舶基本尺寸和结构布置要求•推进系统要求2. 进行初步设计初步设计是确定船舶大致外形和主要参数的过程。
该过程需要进行以下工作：•选定船型类型；•估算船舶载重量和船型参数；•确定船体长度、型深和吃水等主要尺寸；•初步选定主机和相应的推进系统；•初步设计甲板和舱室。
3. 进行详细设计在完成初步设计之后，需要进行详细设计，具体包括以下内容：•通过数值计算的方法完善船舶的外形；•完善船舶结构和甲板和舱室的布局；•确定船舶所需的各种机械、电器设备及管道系统等；•精确计算船舶的吃水线和载重线等重要参数；•确定船舶的性能和环保等特性。
在进行详细设计的过程中，还需注意以下事项：•完善船舶的航行性能和安全性能；•确定船舶的排水量和稳性；•确定船舶的船舶所需马力和能源消耗；•确定船舶要满足的国家和国际标准等。
4. 进行建造过程在完成详细设计之后，需要对船舶进行建造，完成船舶的制造和装配工艺。
建造过程中需要注意以下细节:•完整记录和管理各种技术规范和设计文件；•确定船舶建造过程中的关键技术和安全事项；•进行厂验和海试；结论船舶设计需要考虑多种因素，包括经济性、稳性、安全性、舒适性及环保等方面。
大工23春船舶设计原理课程设计摘要：一、引言二、课程设计概述1.课程设计背景2.课程设计目的3.课程设计内容三、船舶设计原理1.船舶设计的基本原则2.船舶性能参数3.船舶结构设计4.船舶舾装设计四、船舶设计流程1.设计前期准备2.初步设计3.详细设计4.施工图设计五、船舶设计软件的应用1.船舶设计软件的发展2.船舶设计软件的功能3.船舶设计软件在实际设计中的应用六、船舶设计案例分析1.案例介绍2.设计过程详解3.设计成果展示七、课程设计的总结与反思1.设计过程中的收获2.设计过程中的不足3.对未来船舶设计的展望正文：一、引言随着我国海洋事业的不断发展，船舶设计专业越来越受到重视。
船舶设计不仅需要掌握专业知识，还要具备实际操作能力。
大工23 春船舶设计原理课程设计正是为了让学生在实践中掌握船舶设计的基本原理和流程，培养学生具备船舶设计的专业素质。
二、课程设计概述船舶设计原理课程设计涵盖了船舶设计的基本原则、船舶性能参数、船舶结构设计、船舶舾装设计等方面内容，旨在让学生系统地了解船舶设计的全过程。
1.课程设计背景船舶设计原理课程设计是为了让学生了解船舶设计的基本原理，掌握船舶设计的基本方法，培养学生具备船舶设计的专业素质。
2.课程设计目的通过船舶设计原理课程设计，使学生掌握船舶设计的基本原理、方法和流程，提高学生的实际操作能力，为学生今后从事船舶设计工作打下坚实的基础。
3.课程设计内容课程设计涵盖了船舶设计的基本原则、船舶性能参数、船舶结构设计、船舶舾装设计等方面内容，使学生能够系统地了解船舶设计的全过程。
三、船舶设计原理船舶设计原理包括船舶设计的基本原则、船舶性能参数、船舶结构设计、船舶舾装设计等方面内容。
1.船舶设计的基本原则船舶设计的基本原则包括满足使用要求、保证船舶性能、结构合理、安全可靠等方面。
2.船舶性能参数船舶性能参数包括船舶的航行性能、载重性能、经济性能、安全性能等方面。
3.船舶结构设计船舶结构设计包括船体结构设计、船舶舾装设备设计等方面。
高校船舶原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握船舶基本原理，包括浮力、稳性、阻力与推进等关键概念。
2. 能够描述船舶的主要结构及其功能，并了解不同类型船舶的设计特点。
3. 掌握船舶动力系统的基本知识，包括发动机类型、工作原理及其在船舶中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用船舶原理进行简单设计和计算的能力，如浮力计算、稳性分析等。
2. 提高学生查阅船舶资料、分析船舶案例并解决问题的能力。
3. 能够运用船舶设计软件或工具进行基础的设计与模拟。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对船舶工程及海洋事业的兴趣和热情，提高学生的职业认同感。
2. 强化学生的团队合作意识，培养在团队项目中沟通协作的能力。
3. 通过学习船舶原理，增强学生的环保意识，认识到船舶设计与海洋环境之间的关系。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为高校船舶工程相关专业的核心课程，具有较强的理论性与实践性。
学生处于大学本科阶段，具备一定的物理和数学基础。
课程旨在通过理论讲授与实例分析相结合的方式，使学生能够掌握船舶设计的基本原理，并培养解决实际问题的能力。
课程目标分解为具体学习成果：1. 学生能够准确阐述船舶的基本原理，并完成相关计算任务。
2. 学生能够独立分析船舶案例，提出改进措施，并完成设计方案。
3. 学生在团队项目中表现出良好的沟通能力，展现出对船舶工程领域的热情和责任感。
二、教学内容本课程教学内容围绕船舶基本原理，结合以下教材章节进行组织：1. 浮力与稳性原理：涵盖教材第1章至第3章，内容包括阿基米德原理、船舶浮力计算、稳性概念及稳性计算。
- 浮力原理及其在船舶设计中的应用。
- 稳性条件与稳性要素，稳性试验与计算方法。
2. 船舶阻力与推进：涉及教材第4章至第6章，包括船舶阻力成因、阻力计算方法、推进原理及螺旋桨设计。
- 船舶阻力类型及减小阻力的方法。
- 推进器类型及螺旋桨的设计原理。
3. 船舶动力系统：参考教材第7章，介绍船舶动力系统的工作原理、发动机类型及其在船舶中的应用。
船舶设计原理课程设计终稿一、课程目标知识目标：1. 学生能理解船舶设计的基本原理，掌握船舶结构、浮力、稳性等关键概念。
2. 学生能掌握船舶设计的基本步骤，了解船体形状、尺寸对性能的影响。
3. 学生能了解我国船舶设计的发展历程，认识船舶设计在国民经济和海洋事业中的重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决船舶设计中的实际问题。
2. 学生能通过团队合作，设计出具有创意的船舶方案，并进行简要的性能分析。
3. 学生能运用计算机软件辅助船舶设计，提高设计效率。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对船舶设计学科的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生树立正确的工程观念，认识到船舶设计在保护海洋环境、促进可持续发展中的责任与担当。
3. 学生通过课程学习，增强团队合作意识，培养沟通协调能力。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论与实践相结合。
在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，将课程目标分解为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
通过本课程的学习，使学生不仅能掌握船舶设计的基本知识，还能培养实际操作能力和创新意识，为我国船舶行业的发展贡献力二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，科学系统地组织以下内容：1. 船舶设计基本原理：包括船舶结构、浮力、稳性、阻力等概念，以及它们在船舶设计中的应用。
2. 船舶设计步骤与方法：介绍船舶设计的基本步骤，如需求分析、方案设计、详细设计等，以及船体形状、尺寸对性能的影响。
3. 计算机辅助船舶设计：教授计算机软件在船舶设计中的应用，如CAD、CAE等，提高设计效率。
4. 船舶设计实例分析：分析国内外经典船舶设计案例，使学生了解不同类型船舶的设计特点。
5. 船舶设计创新与实践：引导学生运用所学知识，进行团队合作，设计具有创意的船舶方案，并进行简要的性能分析。
教学大纲安排如下：1. 第1周：船舶设计基本原理及方法介绍。
2. 第2周：计算机辅助船舶设计软件操作。
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 ;。
